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铝电解电容器特点及性能参数

铝电解电容器的结构特点

  铝电解电容器的芯子是由阳极铝箔、电解纸、阴极铝箔、电解纸等4层重迭卷绕而成;芯子含浸电解液后,用铝壳和胶盖密闭起来构成一个电解电容器。同其它类型的电容器相比,铝电解电容器在结构上表现出如下明显的特点:

  (1)铝电解电容器的工作介质为通过阳极氧化的方式在铝箔表面生成一层极薄的三氧化二铝(Al2O3),此氧化物介质层和电容器的阳极结合成一个完整的体系,两者相互依存,不能彼此独立;我们通常所说的电容器,其电极和电介质是彼此独立的。

  (2)铝电解电容器的阳极是表面生成Al2O3介质层的铝箔,阴极并非我们习惯上认为的负箔,而是电容器的电解液。

  (3)负箔在电解电容器中起电气引出的作用,因为作为电解电容器阴极的电解液无法直接和外电路连接,必须通过另一金属电极和电路的其它部分构成电气通路。

  (4)铝电解电容器的阳极铝箔、阴极铝箔通常均为腐蚀铝箔,实际的表面积远远大于其表观表面积,这也是铝质电解电容器通常具有大的电容量的一个原因。由于采用具有众多微细蚀孔的铝箔,通常需用液态电解质才能更有效地利用其实际电极面积。

  (5)由于铝电解电容器的介质氧化膜是采用阳极氧化的方式得到的,且其厚度正比于阳极氧化所施加的电压,所以,从原理上来说,铝质电解电容器的介质层厚度可以人为地精确控制。

  铝电解电容器的性能特点

  同其它类别的电容器相比,铝电解电容器的优越性表现在以下几个方面:

  (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。一般来说,电源滤波、交流旁路等用途所需的电容器只能选用电解电容器。

铝电解电容器的电性能参数

  铝电解电容器的额定容量接E6系列的优选数确定,即:  (N=0,1,2…5);共有6个数值:1?0,1?5,2?2,3?3,4?7,6?8。与E6系列相对应的允许偏差为±20%,但对通用的电解电容器而言,其正偏差常放宽至+50%。

  铝电解电容器的损耗因子的定义为:在规定频率的正弦电压下,电容器所消耗的有功功率和无功功率的比值,即:

  其中,f为正弦电压的频率,C为在该频率下电解电容器串联模型的容量,r为电解电容器的等效串联电阻(ESR)。

  铝电解电容器的漏电流通常定义为施加额定工作电压若干分钟以后流过电容器的电流。通常,铝电解电容器容许的最大漏电流可以用下式界定:

  Il=KCU(μA)

  其中,C为电容器的容量(μF),U为所施加的直流电压值(V),K是与电容器类型有关的常数,通常的取值范围为0.01~0.1,低漏电流的系列品也有取值小于0.002的情况。

  额定工作电压是指在规定的环境温度范围内所能施加到电解电容器上的最大直流电压值。按GB2472?81的规定,适用于电解电容器的额定电压序列为:4.0,6.3,10,16,25,35,50,63,100,125,160,250,300,450,500,630。根据实际的需要,有时也用到200V及350V的产品。