薄膜电容和铝电解电容
电容器知识详解
话说电容之二：电容的选择
通常，应该如何为我们的电路选择一颗合适的电容呢？笔者认为，应基于以
下几点考虑：
1、静电容量；
2、额定耐压；
3、容值误差；
话说电容之一：电容的作用
作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种：
1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能的作用。下面分类详述之：
1）旁路
旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。 就像小型可充电电池样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。 为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地
4、直流偏压下的电容变化量；
5、噪声等级；
6、电容的类型；
7、电容的规格。
那么，是否有捷径可寻呢？其实，电容作为器件的外围元件，几乎每个器件的 Datasheet 或者 Solutions，都比较明确地指明了外围元件的选择参数，也就是说，据此可以获得基本的器件选择要求，然后再进一步完善细化之。其实选用电容时不仅仅是只看容量和封装，具体要看产品所使用环境，特殊的电路必须用特殊的电容。
管脚。 这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。
2）去藕
去藕，又称解藕。 从电路来说， 总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大， 驱动电路要把电容充电、放电， 才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候， 电流比较大， 这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是所谓的“耦合”。
薄膜电容替代电解电容在DC—Link电容中的运用分析
薄膜电容替代电解电容在DC—Link电容中的运用分析作者：罗荣海来源：《电子世界》2013年第13期【摘要】随着新能源产业的发展，变流技术相应得到普遍运用，DC-Link电容作为其中的关键器件选型尤为重要。
直流滤波器中DC-Link电容一般要求大容量、大电流处理以及高电压等特性，本文通过薄膜电容和电解电容特性对比以及相关运用分析，得出在要求工作电压高、承受高纹波电流（Irms）、有过电压要求、有电压反向现象、处理高冲击电流（dV/dt）以及长寿命要求的电路设计中，随着金属化蒸镀技术以及薄膜电容器技术的发展，薄膜电容在性能及价格方面替代电解电容将成为设计者今后选择的一种趋势。
【关键词】DC-Link电容；薄膜电容；电解电容；替代随着各国出台新能源相关政策以及新能源产业的发展，该领域的相关产业的发展也带来了新机遇，电容器作为必不可少的上游相关产品行业也获得了新的发展机遇。
在新能源及新能源汽车运用中，电容器在能源控制、电源管理、电源逆变以及直流交流变换等系统中是决定变流器寿命的关键元器件。
变流技术在上述系统中普遍得到运用，然而在逆变器中直流电作为输入电源，需通过直流母线与逆变器连接，该方式叫作DC-Link或直流支撑。
因逆变器在从DC-Link得到有效值和峰值很高的脉冲电流的同时，会在DC-Link上产生很高的脉冲电压使得逆变器难以承受。
所以需要选择DC-Link电容器来连接，一方面以吸收逆变器从DC-Link端的高脉冲电流，防止在DC-Link的阻抗上产生高脉冲电压，使逆变器端的电压波动处在可接受范围内；另一方面也防止逆变器受到DC-Link端的电压过冲和瞬时过电压的影响。
为新能源（含风力发电和光伏发电）以及新能源汽车电机驱动系统中DC-Link电容器的运用示意图图1、2。
图1为风力发电变流器电路拓扑图，其中C1为DC-Link（一般整合到模块上），C2为IGBT吸收，C3为LC滤波（网侧），C4转子侧DV/DT滤波。
铝电解电容电解纸作用
铝电解电容电解纸作用铝电解电容是一种利用铝箔作为正极和电解纸做为负极的电容器。
它是一种高性能电容器，具有高电容量、低ESR（等效串联电阻）和低ESL（等效串联电感）的特点，被广泛应用于各种电子设备中。
在铝电解电容中，电解纸起到了至关重要的作用。
电解纸是一种由纤维素或聚酯薄膜制成的材料，其主要作用是分隔并绝缘正负极之间，防止短路和电荷泄漏。
除了这种基本作用之外，电解纸还对电容器的性能和稳定性起着重要影响。
电解纸的厚度和介电常数决定了电容器的电容量。
厚度越大，电容量越大，并且通过调整电解纸的物理结构和添加适当的添加剂，可以提高电解纸的介电常数，进一步增加电容量。
电解纸的电阻特性对电容器的ESR影响很大。
电阻主要由电解纸的导电离子和纤维之间的电阻组成。
较低的电阻意味着更低的ESR，这对于电容器的功率传递和高频响应非常重要。
电解纸应具有较高的导电性和较低的内部电阻。
电解纸的稳定性也是一个重要的考虑因素。
在电解纸中，存在着电化学反应和化学降解，特别是在高温或高电压环境下。
电解纸需要具有在铝电解电容中，为了满足不同应用的需求，可以采用不同类型的电解纸，如氧化铝电解纸、聚酰亚胺电解纸等。
每种类型的电解纸都有其特定的优点和适用范围。
氧化铝电解纸具有较高的介电常数和化学稳定性，适用于高电容量和高稳定性的应用。
而聚酰亚胺电解纸具有较低的ESR和较好的高温性能，适用于高频响应和高功率传输的应用。
电解纸在铝电解电容中扮演着至关重要的角色。
它不仅分隔并绝缘正负极，还影响电容器的电容量、ESR、稳定性等关键性能。
通过选择合适类型的电解纸，并进行优化设计，可以实现高性能和可靠性的铝电解电容器，满足各种电子设备的要求。
电解纸在铝电解电容中的重要性1. 电解纸具有较高的导电性和较低的内部电阻在铝电解电容中，电解纸作为电容器的关键组成部分，具有重要的导电性能。
较高的导电性能能够有效提高电容器的充放电效率，降低能量损耗，并且能够支持高电流传输。
电容选型选择方法
电容选型选择方法摘要：：1.电容器种类概述2.电容器选型方法- 使用频率高低选择电容器种类- 输入功率和输出功率大小选择电容器- 综合因素选择电容器种类3.各类电容器特点及应用正文：正文：电容器作为一种储能和滤波元件，在电子设备中有着广泛的应用。
随着科技的不断发展，电容器的种类也日益丰富，包括陶瓷电容、钽电容、铝电解电容、薄膜电容、超级电容、氧化铌电容等。
在众多电容器中，如何选择适合自己需求的电容器成了一个问题。
接下来，我们将介绍一些电容器的选型方法，以帮助大家更好地选择合适的电容器。
首先，我们要了解电容器的基本种类和特点。
陶瓷电容器以其高频率响应和稳定性受到青睐，尤其在高频电路中表现出色。
钽电容和铝电解电容则以其大容量和低自漏电流特性在电源滤波和放电电路中发挥作用。
薄膜电容和超级电容则分别以其低ESR和高速率充放电能力在各类电子设备中找到应用。
接下来，我们需要根据电路的特性和需求来选择电容器。
如果电路的工作频率非常高，超过MHz级别，且电路信号强度较弱，那么叠层陶瓷电容器是最佳选择。
这是因为陶瓷电容器在高频电路中具有优异的性能，能够满足高速信号传输的需求。
另外，对于输入和输出功率较高的电路，如电源滤波和放电电路，电容器需要具有低ESR和低漏导电流特性。
这类电容器能在高功率环境下稳定工作，避免因电流过大而导致的击穿现象。
在综合因素方面，我们需要考虑电容器的体积、电容量、工作温度、寿命等因素。
这些因素会影响到电容器在不同电路环境下的性能表现。
例如，在空间有限的设备中，需要选择体积小、电容量大的电容器；在高温环境下，需要选择耐温性能好的电容器等。
总之，在选择电容器时，我们需要根据电路的使用频率、功率需求、工作环境等因素，结合各类电容器的特点和应用，进行综合考虑。
输入滤波铝电解电容上并联薄膜电容的选取
输入滤波铝电解电容上并联薄膜电容的选取1.概述在众多开关电源设计当中，无论是单相电还是三相电输入整流后端都有容量较大的电解电容用于储能与滤波，当然我们熊谷公司生产的电焊机电源也如此，与一般小功率开关电源不同的是我们使用的电解电容是耐压更高，电流更大。
所以采用的是螺栓式铝电解电容。
铝电解电容按引出方式分：引线式、焊针式、焊片式、螺栓式。
按结构分：有固定剂（延伸纸）、无固定剂（延伸负极）。
本文中重点讨论的不是该铝电解电容的内容，而是并联在铝电解电容两端薄膜的选型。
2.薄膜电容特性及应用场合并联在铝电解电容两端薄膜电容的作用是吸收网压的谐波高频成分和吸收直流母线上的电压尖峰。
可是这个薄膜电容的容量和薄膜电容的材质该到底选择，没有一个理论支撑更多都是凭借经验取值或者更是拿来主义，没有深入研究该电容的选取跟整个系统那些参数有关。
首先介绍薄膜电容的薄膜介质，主要分为聚丙烯薄膜或者聚酯薄膜。
聚丙烯膜的特点：高频损耗极低，电容量稳定性很高，负温度系数较小，绝缘电阻极高，介质吸收系数极低，频率特性极好，自愈性极好，稳定性很好。
聚酯膜的特点：工作温度范围宽，介电常数大，电容量稳定性很高，正温度系数高，自愈性好，容积比大。
聚酯膜电容典型应用：1）隔直和耦合；2）旁路；3）退耦；4）滤波；5）定时；6）低脉冲电路；7）振荡电路。
聚丙烯膜电容典型应用：1）高频脉冲应用；2）大电流应用场合；3）交流应用场合；4）高稳定的定时场合；5）开关电源系统；6）工控行业；7）高Q 滤波。
3. 薄膜电容具体计算图1. 输入滤波铝电解电容并联薄膜电容在图1中C1、C2、C3、C4、C5、C6中就是薄膜电容在具体电路的使用，这个薄膜电容主要是吸收的作用。
吸收电容的定义：吸收电容在电路中起的作用类似于低通滤波器，可以吸收掉尖峰电压。
通常用在有绝缘栅双极型晶体管（IGBT ），消除由于母排的杂散电感引起的尖峰电压，避免绝缘栅双极型晶体管的损坏。
DC-Link电容中薄膜电容替代电解电容运用研究
DC-Link电容中薄膜电容替代电解电容运用研究发布时间：2023-01-15T03:02:57.769Z 来源：《工程建设标准化》2022年8月第16期作者：姚金平[导读] 为解决逆变器端较大电压动摇问题，避免逆变器受到DC-Link端的电压过冲与瞬时过电压相关影响，本文对DC-Link电容中薄膜电容替代电解电容运用进行研究，分析电解电容存在的不足之处，即存储有漏电流增大和容量降低问题。
姚金平深圳市中测计量检测技术有限公司广东省深圳市 518000摘要：为解决逆变器端较大电压动摇问题，避免逆变器受到DC-Link端的电压过冲与瞬时过电压相关影响，本文对DC-Link电容中薄膜电容替代电解电容运用进行研究，分析电解电容存在的不足之处，即存储有漏电流增大和容量降低问题。
然后，以此为基础结合实例提出薄膜电容替代电解电容的具体方法，总结问题解决路径，为相关课题研究或工程技术提供参考。
关键词：点解电容；DC-Link电容；薄膜电容1.基于电容特性分析电解电容的不足与薄膜电容的优势1.1 电解电容与薄膜电容特性参数的对比分析从特性参数入手对电解电容与薄膜电容展开对比分析，具体如下所示：电解电容的电容量范围较大，为或F级；介质为氧化铝；介电系数为8～8.5；介质状态为液体；最高工作电压一般为450V；耐过电压能力为（1.15～1.2）；有极性；持续耐电流能力为20mA/；电压爬升速率低；寿命一般为（3～5）年；有存储问题，长期储存容易出容量下降或漏电流增大问题。
薄膜电容电容量范围较小，为级；介质为金属化薄膜；介电系数为2.2±0.2；介质状态为固态；最高工作电压一般为几千伏；耐过电压能力为2；无极性；持续耐电流能力为200mA/～1A/；电压爬升速率高；寿命一般为（8～10）万小时以上；无存储问题，性能长时间稳定对比分析能够了解到的是，相比于电解电容而言，薄膜电容的性能更为理想，有着更高的应用优势。
电解电容与薄膜电容比较
比较内容
电解电容
薄膜电容
电极材料
铝箔
金属化质
电解液
聚丙烯
介电常数
极大
较小
单位体积的电容量
很大
较小
单体耐压
较低
很高
高直流母线电压下的连接方式
串联
单体不用串联
均压方式
电阻串联均压
无须均压
提高电容量方式
并联
并联
电容本体成本
低
高
整流滤波电路中需要的电容量
极大
可以较小
一定电压下的静态损耗
泄露损耗及均压损耗较大
极小，可忽略
承受纹波脉动电流的能力
较差
极强
内部寄生分布电感
较大，有感电容
极小,近视无感电容
耐高温能力
很差
很好
运行中纹波电流引起的纹波损耗
较大
极小，可忽略
IGBT开关过流引起的电压脉动
很大
极小，可忽略
高温过热对寿命的影响
影响极大，高温下寿命缩短很快
几乎无影响
使用寿命
高温、高纹波电流下较短
寿命很长，几乎无限制
变频器寿命中电容的更换
长期高温,高纹波及大负载下运行，须定期更换
变频器寿命内不用更换
过电压击穿后
损坏，必须停机更换
可自愈，无须更换，不停机继续运行
铝电解电容器简介
铝电解电容器(ALUMINUM ELECTROLYTIC CAPACITOR)之定议:以高纯度之铝金属为阳极, 于其表面使用阳极氧化所形成的氧化薄膜(oxide film) 作为电介质(dielectric medium), 使液体之电解质密接于氧化薄膜, 另与阴极铝箔所构成之有极性电容器. 但也可将两个阳极组合起来, 而构成无极性电解电容器或交流用之电解电容器.铝电解电容器之优点与用途因铝电解电容器具备了体积小, 容量大且价格低廉等优点,故被广泛的使用于电子机器的旁路(by-pass), 耦合回路(coupling), 喇叭系统的纲路(net-work), 闪光灯, 马达起动, 连续交流等回路. 尤其近来主要材料的质量提升, 制造技朮的进步及完美的质量管理. 铝电解电容器更广泛的使用于民生电器用品及各种产业用电器. 以目前铝电解电容器使用最多的产品分别为主机板, 监视器, 电源供应器, CD, VCD, DVD音响, 电视机, 无线通讯, 录像机, 电话机, 数据机等产业.铝电解电容器之前途及发展趋势由于铝箔电蚀与化成技朮的突飞猛进, 加以铝电解电容器具有体积小, 容量大及价格低的优点, 近十年来铝电解电容器的需求量成长快速惊人, 往后的成长也必定不差.铝电解电容器的未来发展将走向小型化大容量, 长使用寿命及高苹低阻抗耐高纹波(ripple current)化.铝电解电容器的基本构造铝电解电容器的基本构造如下图:铝电解电容器所构成的组件如下:电容器素子(capacitor element)将已铆钉导线端子的阳极铝箔(正箔)与阴极铝箔(负箔) 中间夹入两张宽度比铝箔稍宽之隔离纸, 且卷绕在一起, 并于末端以浆糊或粘着胶带粘住之制品. 最初先在滚动条上卷绕数层隔离纸, 然后再分别夹入正箔与负箔并一起卷绕至需要长度为止. 素子的最外层是隔离纸,再而是负箔, 隔离纸,正箔.素子的构成组件1.阳极铝箔(Anode Foil)又称正箔, 铝纯度在99.9%以上, 厚度大约为40~105um, 皆需于电蚀后以化成处理使表面生成一层氧化膜.2.阴极铝箔(Cathode Foil)又称负箔, 铝纯度在99.4%以上, 厚度大约为15~60um 除特殊用途外一般都不施行化成处理, 但却施行安定化处理, 以表面也有一层薄膜存在.3.电解纸或称隔离纸(Separator Paper)介于电解电容器阳极与阴极之间, 保持电解液充分之量, 防止两极发生短路等为其目的所用之纸张.就电解电容器构成原理而言, 只要有阳极,阴极及其中间之电解液即可. 但是在实际生产制造场合务需使阳极与阴极尽量靠近配置才行, 其主要理由仍为两电极间的距离如果太远, 则其间的电阻将使电容器成品之损失显著增大, 同时两极间如果仅注满电解液, 则外壳就必须为完全水密性, 而完全的水密性是极端困难的构造. 所以就有开发了在两极夹入含浸过电解液之多孔质电解纸的电容器2此种方法, 不仅能使两极在不发生短路情况下尽量接近, 而且电解纸可以充分吸收稍有粘度的电解液, 电容器外壳的水密性就不必过分严苛电解纸之制造用材料主要为植物纤维, 植物纤维中以牛皮纸(Kraft )和马尼拉麻(Manika Hemp)之使用量最大. 牛皮纸非常强韧而便宜, 然因其纤维比较扁平, 以致电解液含浸后之电流通路较长, 电阻大仍为其缺点. 马尼拉麻之纤维形状比牛皮纸稍接近园形, 以致电流通路较短, 电阻较小, 但价格较高, 另外牛皮纸与马尼拉麻之混抄之电解纸也广泛被采用. 一般电解电容器均依其规格规定中之电容量, 电压与电阻之要求来选用上述电解纸.4.导线端子或称导针(Lead Wire)橡胶封口构造之电解电容器均使用导线端子为做外部端子-----将铝线与CP 线以高周波焊接后再将铝线的一端压扁后完成.(1)CP线结构系钢心, 铜皮镀锡后完成.(2)铝线系采用高纯度的铝线制作, 纯度越高的铝线所制成的导线端子, 由于其延展性佳, 与铝箔嵌钉后其开出来的花瓣完整, 阻抗效果佳.铝线的纯度分类如下:G1:纯度90%以上G2:纯度99%以上G3:纯度99.9%以上G4:纯度99.99%以上一般导线端子所使用的铝线应是G3级●电解液(Electrolyte)电解电容器系由阳极, 阴极及介于两者中间的电解液所构成. 电解液从基本动作原理而言, 系指由溶剂与溶于该溶剂之后能供给离子之电解质所构成.基本上电解液由如下数项特性之成分所组成.1.化成性优良之弱酸;2.能够与酸中和至适当PH值(一般PH值于6-7之间微酸性), 且能降低电阻系数之碱;3.能够溶解酸与碱获致适当粘度, 以提高其安定度,并改善其温度效果之溶剂;4.能够与上述溶剂互溶, 使电解质产生大量离子之少量水分;5.某种特性改善用添加物.以上第3. 4两项称为溶剂, 目前最广泛被使用的溶剂是乙二醇(Ethylene Glycol 简称EG).使用乙二醇为溶剂之电解液称为乙二醇(或EG)系列电解液. 以上其余1.2.5项称为溶质.一般电解液的规范中均有述明酸碱值(PH Value), 火花电压(SparkTehsion),导电度(Conductivity)之电化等特性及适用工作电压范围与适用使用温度等数据供选择使用.●封口橡胶(Rubber Bung)使用封口橡胶之目的:1.保持端子相互间及端子与外壳间之绝缘;2.可藉机械方式将端子确实压紧;3.电容器素子与外界隔离及防止电解液漏出与蒸发.为了能够达到上述要求以配合电容器之极限使用温度起见, 封口橡胶必须具备之性质如下:(1)不受电解液腐蚀, 且不会与电解液作用或析出氯化物等杂质.(2)长时间使用于电容器之极限使用最高温度与最低温度状态下都不变质;(3)电气绝缘性及气密性良好;(4)具有适当弹性与硬度. 封口后在相当压力下电解液不会漏出, 蒸汽也不会逸出, 且与外壳能够密切结合不会发生松动.同时, 除了需能完全满足上述要求之外, 尚需价格适当而低廉才行.●铝壳(Aluminum Sase)普通电解电容用外壳皆以AL99%纯度之铝板冲压而成, 主要特点是价格柢,加工性良好, 不受电解液腐蚀, 不污染电解液, 能承受颇高的内压力且厚度重量皆小以及热传导性良好, 便于散热. 为安全起见, 电容器直径在8Ø(含8Ø) 以上者, 其铝壳一律加设铝壳防爆孔.●外壳套管(Sleeve)基于规格识别及外壳绝缘的理由, 一般用途之电容器几乎都包有胶膜套管, 普通电容器用氯乙稀胶膜套管(Polyving chloride Tube , PVC Tube)都能随温度之升降而收缩.PVC材料之套管耐热性较差, 很容易劣化, 所以不可视为完全绝缘体, 因而如果厂商有特别强调绝缘特性时, 应与厂商协调使用更可靠的材料.铝质电解电容器之生产制造流程:铝质电解电容器系利用铝箔, 经与导针钉接后再与电解纸卷绕成为素子,再经过电解液的含浸后与封口橡胶, 铝壳组立并外加胶管后完成电容器的本体, 再经老化充电选别后完成成品.制造流程图如下:51. 电极铝箔及电解纸之裁切电极铝箔及电解纸通常首先依设计决定之尺寸整卷裁切成需要宽度并重新卷绕在一起以备钉卷后工程之用. 电极铝箔整箱的宽度是500mm, 但由于两边箔边无法使用, 故各切除10mm, 故实际可用宽度是480mm再依照所需宽度安排裁切刀后进行裁切.使用设备: 分切机(Slitter)2. 电极铝箔与导线端子之钉接裁切完成之电极铝箔通常都先以设计决定之电极长度分别在正负极铝箔钉接机上依次加以钉接导线端子后重新卷绕在一起, 再将钉接的导线端子之卷筒铝箔放入卷绕机中制造素子.电极铝箔与导线端子的钉接在电容器的制造上是一项非常重要的工序, 其钉接连接部分简单构成原理如下:[铝片与铝片之电气上确实连接务需在两金属片之接触而相互之间形成金相结合]电极铝箔与导线端子之铝扁部(一般称为导线端子之A部) 之连接一般皆施以嵌钉法. 系将拟连接之两金属片重搭之后, 以浮花钢冲穿孔, 再将生成之孔边毛头弯曲挤压成花瓣的方式形成确实的连接部. 此种方式只冲的形状适当就可形成小型的冷焊部达到上述金相结合的目的.此种连接部分部形成的优良与否可以量测电极铝箔与导线端子的接触电阻的大小来判定.一般电极铝箔与导线端子的嵌钉处有2~5处, 通常视铝箔的宽度来决定.使用设备: 正负极铝箔钉接机(Stitching Machine)3. 素子之卷绕将已铆钉导线端子的阳极铝箔(正箔)与阴极铝箔(负箔)中间夹入两张宽度比铝箔稍宽之电解纸且卷绕在一起, 并于末端以浆糊或粘着胶带粘住. 最初先在滚动条上卷绕数层电解纸然后再分别夹入正箔与负箔并一起卷绕至需要长度为止. 素子的最外层是电解纸, 再而是负箔,电解纸, 正箔.素子的卷绕首先需注意正箔与负箔必需正确对准, 整齐卷绕. 如果正负极铝箔卷绕不齐则两极铝箔的合成容量会降低, 损失会增大. 再者电解纸必需完全将正, 负极铝箔隔离以避免短路.使用设备: 素子卷绕机(Winding Machine)4.素子含浸为了避免造成电解纸中之水分增加而导致不良结果, 在素子含浸前需将素子以高温烘干.含浸是将烘干后的素子浸渍于电解液中, 利用真空及加空气压力使电解液有完全浸湿渗透到素6子内部, 让电解纸吸收使电解液能均匀附着于铝箔表面, 因而含浸须达到下列两项条件:(1)电解液将铝箔之细小孔穴及电解纸完全浸入并浸湿. 如果含浸不完全,则制成之电容器会因此而使容量降低, 损失增大,且会因为含浸不良以致使用中容易造成特性变化.(2)素子含有电解液量不可过多, 因电解液量愈多, 漏液之可能性愈大,故一般素子含浸后须经脱水过程, 以防素子含有之电解液量过多的现象.目前最常使用的含浸方法有下列两种:(1)真空含浸法: 系将素子放入含浸的容器内然后抽真空再注入电解液将素子盖满, 然后恢后容器内之大气压力, 则因大气压力的关系, 可使电解液由上下迅速浸入素子内., 以达到含浸的效果. 然因电解液之蒸汽压过高, 使蒸汽进入素子内, 导致中央部份无法含浸到电解液的情形, 此为真空含浸的缺点. 故针对大型电容器和中高压电容器均以下列之真空加压含浸予以克服.(2)真空加压含浸法: 系于大气压强制含浸后. (即真空含浸的过程)将容器密闭再以空气压缩提高容器内的压力, 当容器内之压力达到数大气压后, 素子将会继续显示出强制含浸的效果, 而使得中央因蒸汽之进入而未含浸部分缩小或消除, 以达到完全含浸的目的,因而真空加压含浸法较适合大型电容器及中高压电容器的含浸作业方式.使用设备:素子干燥机真空含浸机真空加压含浸机5.组立,封口组立是将已含浸完成的素子, 从导线端子引线部套入封口橡胶再放入铝壳的作业过程. 如下图:素子经含浸后到组立完成之间时距愈短愈好, 因为已含浸的素子, 如暴露在空气中时间太长时, 会吸收空气中的水分, 因而对电容器在使用上的特性会有不良的影响. 且在组立的作业7过程中, 应注意防止素子受外界的污染, 如灰尘, 手汗等, 尤其手汗带有氯元素, 对铝箔有腐蚀作用, 有加速电容器漏电流增加的倾向, 故在作业过程中应戴胶套以防止之.所谓封口系将已组立完成品铝壳开口部加以密封. 封口的目的是要将铝壳内部与外部完全隔绝.如果封口的紧密性不好时, 则铝壳内部的已含浸素子, 会受外界性况的影响, 尤其作高温负荷特性试验时, 因外界温度高, 因而内部已含浸素子之电解液很容易挥发掉, 则造成电容器的电容量减少, 损失变大等不良影响.另外在封口作业过程中, 如因作业疏忽或错误而造成封口紧密性不良时, 已封口完成之内部已含浸素子之电解液会往外流, 而造成漏液现象, 亦是影响电容器质量的严重缺点.使用设备:自动组立机6.清洗组立封口后的电容器应经清洗过程, 其目的是将电容器本体在组立作业时所沾染的油渍及端子引线因在含浸和组立作业时所沾染的电解液清洗干净, 尤其是端子引线镀锡部份易受电解液之侵蚀而脱落, 因而造成焊锡性不良的现象.清洗后的电容器经高温脱水干燥后完成.使用设备: 清洗机高温脱水干燥机7.套胶管套装是将已封口完成的电容器套入胶管再予加热使胶管收缩之作业过程.套装时对于印刷胶管之取用, 应依生产卡上之标明指示取用, 严防错误, 因电容器的商标(Brand), 系列(Series), 规格, 极性等全部印刷在胶管上, 故作业时严防逆指示(即极性相反)的错误与收缩不良, 偏差等现象发生.使用设备;自动套胶管机8.老化选别电容器制造时, 需先将铝箔裁切成适当的尺寸, 阳箔经裁切后, 其氧化膜因而破损, 造成极大之泄漏电流, 此时之电解液亦可当作化成液, 经加高温电压液, 可将破损的氧化膜弥补起来, 此作用即吾人所称之老化(Aging) 又称二次化成.其所加之电压称老化电压(Aging Voltage)(1)泄漏电流检测泄漏电流检测是为测出所老化完成之电容器经施加直流额定电压时,所通过的直流电8流值. 其值是愈小愈好. 在检查前应先依照额定电压作预备充电三分钟再进行测试.泄漏电流的规格值因电容器之系列, 电容量与额定电压的不同, 其允许的最高泄漏电流亦不同,一般以下列公式规定之:I< = 0.01CV or 3UA 取大值I: 泄漏电流(单位:UA)C: 额定电容量(单位:UF)V: 额定工作电压(单位:VOIT)(2)电容量与散逸因素检查电容量检查的目的是在测定其值是否在容量差范围内. 如超出范围即为不合格品, 散逸因素检查则是在测定其值是否在规格值以下,如超出此规格值即为不合格品.使用设备:自动老化选别机9.后加工依据客户的需要将制作完成这合格品进行切脚, 成型或编带.使用设备:自动切脚机自动编带机影响铝质电解电容器寿命的探讨一. 铝质电解电容器之寿命绝大部份取决于环境和电气因素, 所谓环境因素包括温度,湿度, 大气压力和掁动电气. 因素包括操作电压, 纹波电流和充放电.温度因素(环境温度和因纹波电流所产生的内温) 系影响铝质电解电容器寿命的最主要因素.二. 基于以上的解释,铝质电解电容器., 一般只依据下列公式由环境温度,施加电压与纹波电流来计算其使用寿命.Lx = Lo K Temp K voltage K Ripple在此Lx:电容器的预估使用寿命Lo: 电容器的基本寿命9K Temp:周围温度加速条件K voltage:电压加速条件K Ripple:纹波电流加速条件K TemP (周围温度对寿命的影响)铝质电解电容器实质上是一种电气化学组件, 温度的上升使电容器内部的化学反应产生气体, 持续地促使电容量渐渐降低和DF, ESR渐渐升高.下面的公式已经被广泛的使用来解释温度加速系数与电容器劣化的关系.Lx = Lo K Temp=Lo B(To-Tx) /10K Temp = B (To-Tx) /10在此Lx: 电容器的预估使用寿命(小时)Lo: 电容器的基本寿命(小时)To: 在型录上所示电容器的最高额定工作温度Tx: 电容器周围的实际环境温度B: 温度加速系数(约等于2)此公式和说明温度与化学反应率的阿瑞尼阿斯公式很类似, 所以此公式就被广泛使用在说明与计算铝电解电容器之温度与使用寿命的关系. 我们被称为铝电解电容器的阿瑞尼阿斯法则.从环境温度(Tx)在40℃至电容器的最高额定使用温度之温度加速系数大约是2. 它表示环境温度每上升10℃, 则电容器的寿命就以近似减半的法则缩短. 而环境温度(Tx)由20℃至40℃对电容器的使用寿命影响很小, 故如果环境温度低于40℃时, 一般仍以40℃当作Tx来计算电容器的使用寿命.K voltage (施加电压对寿命的影响)由于铝电解电容器均在额定工作电压内使用,故如果符合此种情况时10K voltage=1被视为合理的认定.K Ripple (纹波电流对寿命的影响)由于铝电解电容器的散逸因素(DF)比其它类型电容器来得高, 因此纹波电流会造成铝电解电容高的内部温度, 所以在使用铝电解电容器时有必要去确认型录上所示最高容许纹波电流(Maximum Permissible Ripple Current)以确保其使用寿命.K Ripple = 2 (⊿To-⊿T)/5在此⊿To: 由于施加最高容许纹波电流所产生的内部热能导致的电容器内部温升, 以日本NIPPON CHEMI-CON之低阻抗产品之标准⊿To=5.⊿T: 由于施加实际工作纹波电流所产生的内部热能导致的电容器内部温升.由于要实际测得电容器内部的温度较为困难, 故可于由下列两种方式计算大约的⊿T.(1)⊿T=Kc (Ts-Tx)在此Kc:下列之系数;Ts: 电容器铝壳的表面温度;Tx: 环境温度(2)⊿T=⊿To (Ix / Io)2在此⊿To= 5 (对最高使用温度105℃之产品)Ix = 实际施加之纹波电流Io = 额定最高容许纹波电流.11铝电解电器简介一.前言.1.铝电解电容器之定议.2.铝电解电容器之优点与用途.3.铝电解电容器之前途及发展趋势.二.铝电解电容器之基本构造.三.铝电解电容器之生产制造流程.四.影响铝电解电容器寿命的探讨。