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【STM32学习】 - 电解电容

一:介绍

二:特点

三:原理

四:应用

五:发展

六:未来

七:电解电容原理图封装图 PCB图封装图

八、电解电容实物图


一:介绍

电解电容器是一种电容器,金属箔为正极(铝或钽),氧化膜(氧化铝或五氧化钽)为电介质,阴极由导电材料、电解质(电解质可为液体或固体)和其他材料组成,因为电解质是阴极的主要部分,电解电容器得名。同时,电解电容器的正负不能错。铝电解电容器可分为四类:引线铝电解电容器、角铝电解电容器、螺栓铝电解电容器、固体铝电解电容器。

二:特点

电解电容器特点1:单位体积的电容量很大,比其他类型的电容器大几十到几百倍。

电解电容器特点二:额定容量可以很大,很容易达到几万μf甚至几f(但不能与双电层电容相比)。

电解电容器的特点3:价格比其他类型具有压倒性优势,因为电解电容器的组成材料是普通的工业材料,如铝等。制造电解电容器的设备也是普通的工业设备,可以大规模生产,成本相对较低。

三:原理

电解电容器通常由金属箔(铝/钽)为正电极,金属箔的绝缘氧化层(氧化铝/钽五氧化物)为电介质。电解电容器分为铝电解电容器和钽电解电容器,因为它们的正电极不同。铝电解电容器的负电极由浸过电解质(液体电解质)的薄纸/薄膜或电解质聚合物组成;钽电解电容器的负电极通常使用二氧化锰。电解电容器命名为电解质作为负电极(注意区分电介质)。

四:应用

极性电解电容器通常在电源电路或中低频电路中起到电源滤波、退耦、信号耦合、时间常数设置、隔离直流等作用。一般不能用于交流电源电路。在直流电源电路中使用滤波电容时,其阳极(正极)应与电源电压的正极端相连,阴极(负极)应与电源电压的负极端相连,否则会损坏电容器。

无极电解电容器通常用于扬声器分频器电路和电视S校正电路和单相电机的启动电路。

电解电容器广泛应用于家用电器和各种电子产品中,其容量范围较大,一般为1~33000μF,额定工作电压范围为6.3~700V。缺点是介质损耗大,容量误差大(最大允许偏差为 100%-20%),耐高温性差,储存时间长容易失效。

电解电容器的极性,注意电解电容器侧面的-是负极, 是正极。如果电解电容器上没有标明正负极,也可以根据其引脚的长度来判断。

五:发展

就目前的产量而言,铝电解电容器在电容器中排名第二。这种电容器最初是一种普通的直流电容器,但现在 已经从直流发展到交流,从低温到高温,从低压到高压,从 通用发展到特殊类型,从一般结构到片状、扁平、书籍等结构。其上限容量已扩展到4F使用频率在30左右kHz,工作温度范围已达-55℃—125℃,有的甚至高达150℃,额定电压达到7000V。总之,铝电解电容器的发展越来越广泛。这些发展的基础如下:

1、在材料上

目前使用的铝箔在成分和结构上都非常精致。不再需要高纯度。例如,阳极箔需要高纯度才能合适。为了提高初始腐蚀点、机械强度和介质氧化膜的性能,箔中应适当含有一些杂质。有些使用合金箔。在结构上,对于低压箔,立方结构不需要占很大比例,但对于高压箔,该结构需要占80%和90%以上。对于阴极箔,为了提高其比例,需要晶粒不规则取向的合金铝箔。工作电解质由三种成分组成:溶剂、溶质和添加剂。例如,长期使用的电解质由乙二醇、甘油、硼酸和氨组成。由于铝电解电容器的发展,该电解液远远不能满足要求,因此产生了许多新的电解液,以降低电容器的工作温度范围(如-55℃——l25℃)。这些新型电解液的配方原理是:①用两种溶剂混合.以达到互补。②用两种弱酸提供所需的两种阴离子团。③添加碱,如有机胺,以调节电解质pH值和闪光电压。改变其电阻率。④改善电解质特性的添加剂,如磷酸或其盐,防止铝氧化膜水合作用,二硝基苯吸收氢,乙烯氧化物提高电解质闪光电压。

2、在工艺上

除了生产机械化和自动化外,铝电解电容器的进展主要是两个过程:腐蚀相授权。铝箔的腐蚀系数不仅很高(低压电容器箔100,高压25),而且可以根据电容器的性能要求腐蚀不同坑形状的铝箔。腐蚀过程是一种动态平衡过程,如腐蚀液类型、浓度、温度、原箔成分、结构、表面状态、腐蚀过程中的箔速度、电源类型、波形、频率、电压等。问题是如何获得最佳的动态平衡,以及如何根据要求确定最传输平衡。因此,目前的腐蚀过程并不能说已经达到了最佳状态。

目前的授权过程可以制造出高质量的介质氧化膜,也可以根据不同的要求制造出不同的介质氧化膜,如直流电容器γ和γ晶体氧化铝膜,对于交流电容器,是非晶体膜。的最大进展是将氢氧化铝膜转化为介质氧化铝膜,并在其表面形成防水层。此外,它还可以消除介质膜的缺陷和裂纹。

3、在结构上

除上述液体铝电解电容器外,铝电解电容器的结构也多样化。还有固体铝电解电容器。主要有两种结构形式,一种是箔卷绕,另一种是铝粉烧结多孔块,固体电解质主要是MnO2。 铝电解电容器的结构已经多样化,如双阳极结构、对阴极结构、 书本式结构、三角式结构、片式结构。其中片式铝电解电容器的出现是铝电解电容器的又—进步。因为如果没有高比容的铝箔、耐高温的电解液、优异的密封结构和精细的加工技术,是很难制出合乎要求的片式铝电解电容器的,目前,其片式化率还处于比较低的水平。

六:未来

capsun以及TDK研制出的YDK-700V电容器使用的材料是820V已应用于日本capsun集团的音响,这意味着380V537整流后V再也不用2只400V随着科学技术的进步,未来铝电解电容器的性能将进一步发展。V100uf正规电容体积一般为35*80-100MM或者50*80-96MM价格在22美元左右。目前 已应用于世界顶级capsun,YAMAHA音响广泛出口到欧美高端酒店,价格从1200美元到数百万美元不等。它主要用于贵族家庭和酒店。小容量、大容量的超级电容器也在逐步开发.

铝电解电容器泄漏电流的试验方法和试验条件为:25℃,被测电容器串联一个1000Ω用额定电压测量泄漏电流。施加5 电压min之后,漏电流不超过说明书的最大值为合格。小容量铝电解电容器可使用1min测试结果显示,大容量铝电解电容器需要更长的测试时间。从特性曲线可以看出,电流将无限接近最终的泄漏电流值——氧化铝介质所需的电流值。电解电容器的损耗因数(dissipation factor,DF)在交流电流的激励下,电解电容器的无功功率和等效串联电阻可以理解(ESR)的有功功率。很显然,这是容抗与等效串联电阻(ESR)之比。交流电路中的RC电路,而且这个比值非常像三角函数的对边比邻边——正切函数。因此,电解电容器的损耗因数(简称DF)很多技术文献中也称为损耗角正切。铝电解电容器的电压指标主要有额定DC电压、额定浪涌电压、瞬间过压和反向电压,

额定DC电压VR额定DC电压VR是电容器在额定温度范围内所允许的连续工作电压,它包括在电容器两电极间的直流电压和脉动电压或连续脉冲电压之和。通常,钽电容的额定电压在电容器表面标明。通常额定电压≤100V T491B107M004AT为“低压”钽电容,而额定电压≥150V为“高压”电容器。

七:电解电容原理图封装图+PCB图封装图

 八:电解电容实物图

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