铝电解电容器工程技术

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铝电解电容之制程

铝电解电容之制程

06 铝电解电容的性能测试与 评估
测试项目与方法
耐压测试
通过施加一定的高电压来检测铝电 解电容的耐压性能,确保其在工作
范围内不会发生击穿或短路。
漏电流测试
测量铝电解电容在正常工作电 压下的漏电流,以评估其绝缘 性能和可靠性。
容量测试
通过测量铝电解电容的电容量 ,验证其是否符合规格要求。
温度特性测试
电解液的物理性质
电解液的物理性质如粘度、密度、蒸 汽压等也会影响其灌装工艺和质量控 制,进而影响电容器的性能。
灌装工艺流程
准备阶段
在灌装前,需要对铝电解电容的壳体进行清洁,确保无杂质和水 分残留。
灌装阶段
将电解液通过专门的灌装设备灌入铝电解电容的壳体中,灌装过程 中要控制好流量和压力,保证灌装均匀。
检测铝电解电容在不同温度下 的性能表现,评估其在不同环
境温度下的稳定性。
性能评估标准
耐压标准
铝电解电容应能承受一定的耐压值, 以确保其在使用过程中的安全性和可 靠性。
漏电流标准
漏电流应在一个较低的范围内,以保 证良好的绝缘性能和可靠性。
容量标准
铝电解电容的容量应符合规格要求, 以确保其在电路中的正常工作。
铝电解电容之制程
目 录
• 铝电解电容简介 • 铝箔制造 • 电极制造 • 电解液灌装 • 封装与检测 • 铝电解电容的性能测试与评估
01 铝电解电容简介
定义与特性
定义
铝电解电容是一种使用铝作为电 极材料,电解质为电解液的电容 器。
特性
具有容量大、成本低、稳定性良 好等优点,适用于多种电子设备 中。
焊接引脚
将引脚焊接到电极上,以便与外部 电路连接。
电极的质量控制

铝电解电容器的工程设计

铝电解电容器的工程设计

铝电解电容器的工程设计1, 电解电容器的构造腐蚀Etchi ng阳极和阴极金属箔是由高纯度的,很薄的只有一铝箔做成的,为了增加盘面积和电容量,与电解液接触的表面积的增加是通过蚀刻金属箔去溶解铝,使整个铝箔的表面形成一个高密度的网状的有几十亿个精细微管道的结构。

化成Formi ng阳极箔上有电容器的电介质。

电介质是一层很薄的铝氧化物,AL2O3那是一个在阳极箔上的化学生长过程,这个过程叫“化成”。

这个电压是最后电容器额定电压的135%-200%阴极箔不用化成,它保持着很高的表面积和高密度的蚀刻模式。

氧化膜的耐电压不足和电解液自身的闪火放电都会造成短路。

卷绕Win di ng电容元件的卷绕是一层隔离纸,一层阳极箔,另一层隔离纸和阴极箔。

这些隔离纸防止箔之间接触形成短路,这些隔离物后来保留住电解液。

在卷绕铝箔芯子或卷绕过程中为后来连接电容器端子附上箔。

最好的方法是通过冷焊,把箔焊上带子,冷焊可以减少短路失效,有更好的高纹波电流性能和放电性能。

内引出端面切口、与引出端铆接的箔条和电极箔剖面的切口都会有毛刺,从而造成相对电极间短路。

电容器发热芯包膨胀和安全阀打开时的压力冲击,芯包发生变形,导致电极间短路。

圭寸口Sealing电容元件被密封在一个罐子里。

为了释放氢,密封圈不是密闭的,它经常是压力封闭的即将罐子的边沿滚进一个橡胶垫圈,一个橡胶末端插销或滚进压成石碳酸薄板的橡胶。

太则紧密封会导致压力增加,太松则密封会因为电解液的可允许的流失而导致缩短寿命。

2, 电容量电容量公差Capacitanee Toleranee电容量的公差是指可允许的电容量的最大值和最小值,用相对于额定电容量的百分数的增加和减少来表示,即△ C/C。

电容量的温度特性Capacitanee Temperature characteristics电容量随温度的变化而变化。

这个变化的本身很小程度上是依赖于额定电压和电容的尺寸的。

从25C到限制的最高温度电容量的增加量小于5%大部份电容在-20 C至-40 C时,容值下降很快,对於标称-40 C的产品,在-40 C 时低压的电容,电容值一般下降20%高压电容下降40%。

焊片式铝电解电容器的技术研究与开发

焊片式铝电解电容器的技术研究与开发

3.1.6其它零部件(1)垫圈垫圈的尺寸一般为0.8x3.Ox6.0即厚度是0.8mm,内径3.0姗,外径6.Omm,在装配过程中起固定引线条和盖板的铆钉的作用。

(2)热缩套管热缩套管在100。

C左右横向纵向均发生收缩,从而起到包裹电容器并且电气绝缘的目的。

热缩套管的表面可以打印上电容器生产的型号,产品类型,适合的温度范围及生产日期等。

热缩套管的材质一般可由PVC或者PET组成。

(3)底垫粘贴底垫粘贴在电容器的底部起到电气绝缘的目的,按材质分可以有PVC、PET或者PP等,按类型可分为带粘性和不带粘性两种。

(4)热熔纸胶带热熔纸胶带起包裹芯子使阳极箔、阴极箔、电解纸卷绕在一起不散开的作用,还应满足105℃下不发生变形的作用。

3.2电容器的设计3.2.1电容器的结构设计(1)外形尺寸的比较电容器体积的计算公式按(3-11)来计算。

V=ⅡrZL(3—11)V电容器体积(m3),电容器半径(m)£电容器高度(m)例如对于直径是0.035m,高度是0.05m的电容器,代入式(3—11)可以计算得到电容器的体积为4.81xlO弓m3。

(2)芯子填充率的计算由于焊片式电容器的结构主要包括了阳极箔,阴极箔,电解纸,电解液,引线条,盖板,铝壳等。

其中不同宽度和长度的阳极箔、阴极箔和电解纸卷绕在一起组成了电容器的芯子,将充分浸渍电解液后的芯子装入铝壳,再装配盖板并封口就组装成了原始的电容器,再经过老化筛选,电性能测试筛选就能得到合格的由表3.3可以看出,为了设计出较小的芯子体积,竞争者选用的阳极箔在同等电压的条件下,具有非常高的比容。

阴极箔的厚度也非常薄,控制在201am。

而双层电解纸组合的厚度也控制得非常低,400V4701tF双层电解纸厚度控制在551am。

表3.4是对竞争者和本文设计的400V470uF产品根据所给的阳极箔、阴极箔和电解纸的基本数据,按式(3—12)计算的开片长度,(3-13)计算的芯子直径,(3—14)计算的填充率的比较。

铝电解电容的性能特点及技术应用领域

铝电解电容的性能特点及技术应用领域

铝电解电容的性能特点及技术应用领域一般来说,电源滤波、交流旁路等用途所需的电容器能选用铝电解电容器。

1、单位体积所具有的电容量特别大。

工作电压越低,这方面的特点愈加突出,因此,特别适应电容器的小型化和大容量化。

例如,CD26型低压大容量铝电解电容器的比容量约为300μF/cm3,而其它在小型化方面也颇具特色的金属化纸介电容器的低压片式陶瓷电容器的比容量一般不会超过2μF/cm3。

2、铝电解电容器在工作过程中具有“自愈”特性。

所谓“自愈”特性是指介质氧化膜的疵点或缺陷在电容器工作过程中随时可以得到修复,恢复其应具有的绝缘能力,避免招致电介质的雪崩式击穿。

3、铝电解电容器的介质氧化膜能够承受非常高的电场强度。

在铝电解电容器的工作过程中,介质氧化膜承受的电场强度约为600kV/mm,这一数值是纸介电容器的30多倍。

4、可以获得很高的额定静电容量。

低压铝电解电容器能够非常方便地获得数千乃至数万微法的静电容量。

大容量、小体积由于电解电容器多数采用卷绕结构,很容易扩大体积,因此单位体积电容量非常大,比其它电容大几倍到几十倍。

但是大电容量的获取是以体积的扩大为代价的,现代开关电源要求越来越高的效率,越来越小的体积。

因此,有必要寻求新的解决办法,来获得大电容量、小体积的电容器。

在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路,则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷:a、高频脉冲电流主要是20 kHz~100kHz的脉动电流,而且大幅度增加;b、变换器的主开关管发热,导致铝电解电容器的周围温度升高;c、变换器多采用升压电路,因此要求耐高压的铝电解电容器。

这样一来,利用以往技术制造的铝电解电容器,由于要吸收比以往更大的脉动电流,不得不选择大尺寸的电容器。

结果,使电源的体积庞大,难以用于小型化的电子设备。

为了解决这些难题,必须研究与开发一种新型的电解电容器,体积小、耐高压,并且允许流过大量高频脉冲电流。

另外,这种电解电容器,在高温环境下工作,工作寿命还须比较长。

铝电解电容器技术培训教材

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• 恒压阶段是当电压升至规定的常温电压后,稳定 一段时间后,使修补氧化膜的结构更加完美。
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第二阶段:高温老练阶段
• 高温老练是在电容器的正极限温度下老练。 利用高温将电容器的正极氧化膜及导针A部 上化成的氧化膜,进行晶型转换,稳定氧 化膜的晶型结构。这是电容器制造过程中 最重要的工序,对提高产品的寿命特性和 降低漏电流非常重要。如果说老练是修补 氧化膜,那么高温老练就是稳定氧化膜。
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电容器老练的工艺
• 电容器的老练分三个阶段: • 第一阶段:室温升压阶段和室温恒压阶段 • 第二阶段:高温老练阶段 • 第三阶段:高温后再常温阶段
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铝电解电容器技术培训教材Βιβλιοθήκη 第一阶段:室温升压和室温恒压
• 升压阶段必须限制电流,在此阶段,由于在修补 氧化膜的过程中,是电化学反应(是电解质中的 氧与铝发生反应,生成三氧化二铝)所以会发热。 如果电流过大,会加速反应的速度,而使产品内 部发热。如果电流过小,也会减慢反应的速度, 造成效率低。所以要按规定限制电流。
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充电电压的检查(二)
• 高温老练的电压检查:电容器经室温老练 后转入高温箱里进行高温老练时,因搬运 过程中,排板与充电架发生移动,此时必 须用万用表逐一逐排测电压进行检查。其 原理同初升时一样,主要是保证每一排都 有要充到电(每一排上都有电),同时要 检查电源上显示的电压与电容器上的实际 电压是否相符。
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Epcos铝电解电容总技术文档

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1:电解电容基本构造电解电容在各种各样的电容中占据特殊的位置,这是因为其工作原理是一个电化学过程。

电解电容的优点使其应用广泛,其主要优点是容量密度大,这样可以使容量可以做到法拉以上,并且可以输出很大的纹波电流,而且有很高的可靠性及优良的性价比。

电解电容包含两个导电电极,中间有绝缘层隔开。

一个电极(阳极)由扩大了表面积的铝箔形成。

铝氧化层(AL2O3)在其表面形成绝缘层。

与其它电容相比,铝电解电容的负极(阴极)是导电液体,称作电解液。

另外一个铝箔,是所谓的阴极箔,其有更大的表面积,以传递电流到电解液。

图1 电解电容基本构造C= ε0×εr×A/ dC 容量,单位是Fε0绝对介电常数,单位是As/Vmεr 相对介电常数(对于AL2O3是9.5)A 电容电极面积,单位是m2d 电极间距离,单位是m电容的阳极是极纯的铝箔,其有效表面被极大地增大(比例可以到200倍),增大方式是一个电化学腐蚀过程,这样可以使电容到最大容量。

化学腐蚀的方式以及程度过程不同,决定于其不同要求。

蚀刻铝箔使得很紧凑的铝电解电容尺寸得以实现,而且是现在唯一使用的方式。

使用未经蚀刻的铝箔做为电极的铝电解电容电气特性更好,但这样的电容体积庞大,现在只在一些特殊应用中使用。

图2 高压电容阳极箔图3低压电容铝箔放大率400倍放大率400倍铝电解电容的绝缘层是由阳极氧化(化成)在铝箔上形成铝氧化物层,绝缘层厚度随着化成电压的增大而增大,其比率是1.2 nm/V。

即使是很高耐压的电解电容,其氧化层也不超过1 μm这样可以节省电极空间。

这是高容积率可以实现的一个原因(相比较而言,纸绝缘层的最小厚度为6 to 8 μm)。

在化成过程中,蚀刻铝箔的细小凹陷由于化成电压及蚀刻铝箔的厚度不同而结壳厚度不同。

由于这个效应,在铝箔蚀刻时电容的工作电压范围必须予以考虑。

氧化层的阻抗随电压变化而变化,这使得电流随电压的增加而很陡峭地增加。

其特性如图4所示。

铝电解电容器技术标准

铝电解电容器技术标准

企业标准JK/MK05.285-2016 铝电解电容器发布-东芝开利合资公司企业标准铝电解电容器JK/MK05.285-20161范围本标准适用于集团制冷事业本部房间空调器、商用空调器、移动空调、除湿机电子控制器中使用的铝电解电容器(包括固定铝电解电容、高频铝电解电容器及盖板式铝电解电容器,以下简称:电容器)。

本标准发布后取代《05.156-2003固定铝电解电容器1215》、《05.193-2004高频铝电解电容器》、《05.209-2005盖板式固定铝电解电容器》。

原《05.156-2003固定铝电解电容器1215》、《05.193-2004高频铝电解电容器》、《05.209-2005盖板式固定铝电解电容器》作废。

本标准规定了这类电容器的定义、技术要求、检验规则、标志、包装、运输和贮存等。

2引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

本标准出版时,所示版本均为有效。

所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB/T 2421-1999 电工电子产品环境试验第1部分:总则GB/T 2423.6-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Eb和导则:碰撞GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fc和导则:振动(正弦)GB/T 2693-2001 电子设备用固定电容器第1部分:总规范GB/T 5993-2003 电子设备用固定电容器第4部分:分规范固体和非固体电解质铝电容器3术语和定义3.1标称电容量(C R)电容器设计所确定的和通常在电容器上所标出的电容量值。

3.2额定电压(U R)在下限类别温度和上限类别温度之间的任一温度下,可以连续施加在电容器上的最大直流电压或交流电压的峰值。

3.3额定温度可以连续施加额定电压的最高环境温度。

3.4上限类别温度电容器设计所确定的能连续工作的最高环境温度。

3.5下限类别温度电容器设计所确定的能连续工作的最低环境温度。

铝电解电容器工程技术

铝电解电容器工程技术

一、 电容器的定义1、电容器——由两个导电极板,中间放置着具有介电特征的物质所组成的分立元件。

2、电解电容器——两个极板有阳(正)极和阴(负)极之分,其中作为阳极的是采用特定的阀金属,并在该金属表面上籍助于电化学方法生成一极薄且具有单向导电性的氧化膜作为介质,而阴极通常是采用能生成和修复介质氧化膜的液状或固状的电解质,这样一种特殊结构和特殊工艺制造的电容器。

二、 电气参数铝电解电容器常用标称:电容量(C R )、损耗角正切(tg δ)、漏电流(I LC )、额定工作电压(U R )、阻抗(Z )1、电容量:是指在电容器上标明的电容量值,是设计容量的名义值。

2、损耗角正切:用于脉动电路中的铝电解电容器,实际上要消耗一小部分有功的电功率,这可用损耗角正切来表征,它是电容器电能量损耗的有功功率与无功功率之比。

对于电解电容较常采用串联等效电路,如图1-1所示,则其损耗角正切tg δ为: tg δ= = =ωC rr I图1—1 等效串联电路和电流电压矢量图3、漏电流漏电流:当对电容器施加直流电压时,将观察到充电电流的变化:开始很大,然后逐渐随时间而下降,但并不等于零,而是达到某一终值后,趋于稳定状态,这一终值称为漏电流。

漏电流I LC 是电解电容器五大电参数之一,用来表征电解电容器的绝缘质1 ωC rU C U R Ir C rrU C U CI量.与施加电压的大小、环境温度的高低和测试时间的长短都有密切关系,故在规定漏电流值时必须标明其测试时间“t”、施加电压“U”和环境温度“T”的大小。

I LC 与测试时间(即施加电压时间)、施加电压大小和环境温度之间的关系如图1-2所示.t t 图1-2 电解电容器的漏电流与测试时间、施加电压和环境温度的关系对于铝电解电容器,漏电流通常用下式表示:I LC=KCU+M µA式中:C——电容器的标称电容量(µF);U——额定工作电压(V);K,M--常数。

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一、 电容器的定义1、电容器——由两个导电极板,中间放置着具有介电特征的物质所组成的分立元件。

2、电解电容器——两个极板有阳(正)极和阴(负)极之分,其中作为阳极的是采用特定的阀金属,并在该金属表面上籍助于电化学方法生成一极薄且具有单向导电性的氧化膜作为介质,而阴极通常是采用能生成和修复介质氧化膜的液状或固状的电解质,这样一种特殊结构和特殊工艺制造的电容器。

二、 电气参数铝电解电容器常用标称:电容量(C R )、损耗角正切(tg δ)、漏电流(I LC )、额定工作电压(U R )、阻抗(Z )1、电容量:是指在电容器上标明的电容量值,是设计容量的名义值。

2、损耗角正切:用于脉动电路中的铝电解电容器,实际上要消耗一小部分有功的电功率,这可用损耗角正切来表征,它是电容器电能量损耗的有功功率与无功功率之比。

对于电解电容较常采用串联等效电路,如图1-1所示,则其损耗角正切tg δ为: tg δ= = =ωC rr I图1-1 等效串联电路和电流电压矢量图3、漏电流漏电流:当对电容器施加直流电压时,将观察到充电电流的变化:开始很大,然后逐渐随时间而下降,但并不等于零,而是达到某一终值后,趋于稳定状态,这一终值称为漏电流。

漏电流I LC 是电解电容器五大电参数之一,用来表征电解电容器的绝缘质1 ωC rU C U RIr C rrU C U C I量。

与施加电压的大小、环境温度的高低和测试时间的长短都有密切关系,故在规定漏电流值时必须标明其测试时间“t”、施加电压“U”和环境温度“T”的大小。

I LC 与测试时间(即施加电压时间)、施加电压大小和环境温度之间的关系如图1-2所示。

t t 图1-2 电解电容器的漏电流与测试时间、施加电压和环境温度的关系对于铝电解电容器,漏电流通常用下式表示:I LC=KCU+M μA式中:C——电容器的标称电容量(μF);U——额定工作电压(V);K,M——常数。

其中K值,称之为漏电流常数。

对于不同类型的电解电容器具有不同值,如CD11型产品,K=;CD110型产品,K=;低漏电流产品,K=~。

对于M值,除了主要考虑氧化膜本身漏电流外,还应考虑到电容器表面漏导电流的影响。

M值主要取决于产品结构和CU值的大小。

CU值较小者,其表面漏导电流影响较大,M值也相应附加较大值;CU值较大者,表面漏导电流影响就较小,M值可以忽略不计。

所以M值可以在0~20范围内取值。

4、额定工作电压(U R)指在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下,可以连续施加在电容器的最大直流电压或最大交流电压有效值或脉冲电压的峰值。

5、阻抗(Z ) 【将由下一节解释】三、 主要电气参数分析1.阻抗、电容量、损耗角正切和等效串联电阻的关系对电解电容器来说,通常用是容量C 、损耗角正切tg δ和、阻抗Z 或等效串联电阻ESR 来描述在脉动电路中的电气特性。

一般电解电容器的电感量L 不太大,不会超过100nH (纳亨),电解电容器的等效电路图1-3所示。

图1-3 电解电容器的等效电路该电路中AB 两端的复阻抗为:Z = r +j ωL + = r -j 〔 -ωL 〕阻抗模量为: │Z │=√r 2+〔 -ωL 〕2=√r 2+(X C- X L)2= √(ωr C )2 +(1-ω2LC )2 = √tg 2δ+(1-ω2LC )2当L 很小时,ω2LC <<1,则:│Z │= √1+ tg 2δ 因此,电容器的阻抗将随着损耗角正切的增加而增大。

这意味着在同一电压下,阻抗大者容许通过的交流电流要小一些,换言之,即由于电容器有损耗,所以在电路中它的电容量相应地有所减小,不是测试出来的C 值,而是 的有效电容量:j ωC 1ωC 1 ωC1ωC 1 ωC 1ωC1 BCC 效=C/√tg 2δ+(1-ω2LC)2 当ω2LC ≤1 C 效=C/√1+ tg 2δ 而C 效不能直接由测量仪测出,只能从│Z │或从施加的电压和通过的电流值计算:∵│Z │= =│U/I │.显然,电容的阻抗值,概括了各种影响因素既能所映电容本身在电路中真正作用,又能根据它的温度频率特性的好坏,从中分析电容器的工艺及结构是否合理,例如,低温时阻抗增大很多,从而工艺上分析原因,频率升高时,阻抗值下降迟缓,也如要从工艺上找原因.由电解电容器串联等效电路得知: tg δ=ωCr式中损耗电阻r 是由三部分组成的: a 、氧化膜介质损耗的等效串联电阻r 介;b 、代表工作电解液的等效串联电阻r 液;c 、代表金属电极、引出线(片)以及接触电阻等组成的r 金 。

即: r =r 介+r 液+r 金r 被称为等效串联电阻,英文缩写为ESR (equivalent series resistance )。

故:ESR =2温度频率特性电解电容器的主要电气能数C 、tg δ和Z 与使用环境温度、频率有着极为密切的依赖关系。

所谓温度特性指电容器的C 、tg δ和Z 随环境温度变化的规律性,而频率特性则描述电容器的C 、tg δ和Z 随频率变化的规律性。

ωCtg δωC 1电容器的温度频率性不仅反映介质微观变化的内在规律,而且还与电解液的性质、电解纸的种类以及电容器的结构等因素有关。

当然从使用角度来看,要求它随温度频率的变化越小越好。

2.1频率特性2.1.1 C 、tg δ~f 关系在低频段,构成电容器的介质,其偶极子极化能跟得上外加电场频率的变化,这样介质极化率就大,其极化对容量的贡献也就大,且损耗也小;在高频段,则与上述相反,随着频率的提高,介质偶极子极化跟不上外加电场的变化,C 就会下降,tg δ增加,这种变化关系如图1-4所示。

C Zf f 图1-4 电容量与频率曲线 图1-5 阻抗与频率曲线2.1.2 Z ~f 关系由于电解电容器固有电感的影响,使阻抗Z 的频率特性曲线存在 “U ”形的特性,如图1-5所示。

从公式中可以看出(复阻抗),在低频段容抗在阻抗中占主要地位,随着频率的增加,阻抗减小,当阻抗达到某一最低值时,此频率为谐振频率。

在高频段,感抗影响占主要地位,电感是由电流流过金属电极、引线和金属外壳时所形成的。

下面列举不同规格的铝电解电容器16V470uF 和250 V10uF 、47uF 、100uF ,其阻抗频率特性1-6所示。

100HZ250V10uFZ /m Ω-40℃ -25℃ 0℃Z /m Ω10000 1000 100100 10(a )Z ~f (b )Z ~T 图1-6典型铝电解电容器的阻抗温度频率特性 2.2温度特性2.2.1 C 、tg δ~T 关系由于电解液是离子导电,离子导电能力都毫不例外地随着温度的增加而增加。

在低温时电解液趋于“冰冻”,其离子的迁移运动受到的阻力将大大增加,并随着温度的趋低而变大,最终导致r 液→∞,则tg δ将随着r 液 的增大而变大。

同理,在高温时,r 液 变小,tg δ随之减小,而C r →C 。

铝电解电容器tg δ温度特性主要取决于工作电解液,特别是它的低温电阻率大小,它的一般规律是:A.使用低温特性好的工作电解液要比使用差的其tg δ温度特性好,B.高额电压的tg δ温度特性比低压的要好一些,C.电容量小的一般要比电容量大的tg δ温度特性好,D.使用腐蚀系数小的铝箔要比系数大的tg δ温度特性好。

铝电解电容的tg δ要从三个方面考虑: A.电解纸的tg δC ′纸C +C ′纸CC ′纸 = 1+CC ′纸 ≈C ’纸C r =B.电解液的电导率C.正极箔的tg δ 2.2.2 Z ~T 关系从公式(阻抗模量)看出,随着温度的提高,tg δ下降,C 也有些增加,但因 tg δ 急速下降,故阻抗Z 将随着环境温度的升高有较快速率下降,见图1-6所示。

2.3有关参数的影响从等效电路来看,卷绕型箔式电容影响C 和tg δ的主要参数是γ解和C 纸以及阳极箔的表面状态等,浸渍纸电阻(γ解)的计算,γ解是指以易浸润的衬垫纸或其他多孔性纤维材料浸透了工作电解液后的电阻,也是称为衬垫物电阻:γ解=∮ρ液 (Ω) 其中:∮—衬垫材料的渗透系数,与其多孔性结构有关。

∮=(密度较小的电解纸,其损耗相对较小) 电解电容衬垫纸的∮=25~35ρ液—电解液的电阻率(Ω·cm )d 纸—衬垫材料的厚度(cm )A — 阳极箔的外观几何尺寸表面积可见,∮值越大,表明衬垫物渗透能力差,实验表明,当所用工作电解液在某一低温下如发生微晶析出现象,将阻塞衬垫物的结构空隙,从而使∮值显着增加,所以∮值以与电解液的成分和使用温度有关,在低温大并不是一个常数,甚至会增加几倍。

含浸率的影响:电解液的电阻率浸渍后衬垫材料的电阻率Z Ad 纸由于阳极箔腐蚀参数高,铝箔表面的氧化膜是微孔结构,且电解液是有一定粘性,较难完全浸入微孔之中,导致阳极箔实际的有效表面积比理论表面积小,因而实际电容量就偏低,且含浸率随着阳极箔比容的增大和电解液粘度的增加而下降。

3.影响分析3.1工作电解液的影响工作电解液的电阻率大小,对γ解起决定性作用,从γ解=∮ρ液可以得知;而且它还是一个变量,这才给电容器的C 和 tg δ的温频特性带来关键的影响。

据华尔顿定律,溶液的粘度和电导率的积为—常数,当低温时,粘度上升,离子迁移率降低,所以电阻率增加,甚至在更低温度,电解液还可以结晶。

那么ρ值将增大到不能容忍的程度,因此用粘度大一些的电解液浸渍衬垫物,其γ解 将比粘度较小的电解液大得多,这样可知,粘度较小的工作电解液的电容器,是有相对较佳的C 和 tg δ的温度特性。

我们希望电解液的电阻率和温度的关系比较平坦,即希望低温(-55℃)时,电解质的ρ的值不大于常温时的10-20倍,即ρ -55 / ρ+20≤10-20最多不大于50倍。

3.2额定电压的影响当标称电容量是一定时,如U 额高,则必形成较厚的氧化膜。

如此,在高额电压下比低额电压要求有较大的阳极箔表面积。

除了用腐蚀方法增大箔的有效面积外,另一办法就是直接增大箔的几何尺寸。

但如从阳极箔的需要表面积增大来看,因为氧化膜厚度与形成电压成正比,如保持C 不变,当U 提高n 倍时,阳极箔表面积也将增大n 倍(假定形成电压与额定电压的比值相同)。

如果额定d 纸Z A电解液的ρ液随U 额高低不同所起的影响不是如此显着,低压电容器的γ解比同C 的高压电容器大得多,所以前者的C 、 tg δ温度和频率特性要差一些。

4.漏电流及抑制漏电流回升的对策漏电流产生的根源铝电解电容器的介质膜是由电化学方法形成的Al 2O 3膜,因厚度极薄,易受原材料纯度、制造工艺等因素的影响,故在介质膜表面总是或多或少存在微小缝隙、杂质和疵点,同时在晶体结构上易形成晶格缺陷。

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