電解電容器
無極性(雙極性)電解電容器采用雙氧化膜結構,類似于兩只有極性電解電容器將兩個負極相連接后構成,其兩個電極分別為兩個金屬極板(均粘有氧化膜)相連,兩組氧化膜中間為電解質。有極性電解電容器通常在電源電路或中頻、低頻電路中起電源濾波,退耦(ǒu)、信號耦合及時間常數設定、隔直流等作用。無極性電解電容器通常用于音響分頻器電路、電視機S校正電路及單相電動機的起動電路。
標稱電容量是標志在電容器上的電容量。
電容器的基本單位是法拉(F),但是,這個單位太大,在實地標注中很少采用。
其它單位關系如下:
1F=1000mF
1mF=1000μF
1μF=1000nF
1nF=1000pF
電容器實際電容量與標稱電容量的偏差稱誤差,在允許的偏差范圍稱精度。
精度等級與允許誤差對應關系:00(01)-±1%、0(02)-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、Ⅳ-(+20%-10%)、Ⅴ-(+50%-20%)、Ⅵ-(+50%-30%)
一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級,電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級,根據用途選取。
額定電壓
在最低環境溫度和額定環境溫度下可連續加在電容器的最高直流電壓有效值,一般直接標注在電容器外殼上,如果工作電壓超過電容器的耐壓,電容器擊穿,造成不可修復的永久損壞。
絕緣電阻
直流電壓加在電容上,并產生漏電電流,兩者之比稱為絕緣電阻。
當電容較小時,主要取決于電容的表面狀態,容量〉0.1uf時,主要取決于介質的性能,絕緣電阻越大越好。
電容的時間常數:為恰當的評價大容量電容的絕緣情況而引入了時間常數,他等于電容的絕緣電阻與容量的乘積。
損耗
電容在電場作用下,在單位時間內因發熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規定了其在某頻率范圍內的損耗允許值,電容的損耗主要由介質損耗,電導損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。
在直流電場的作用下,電容器的損耗以漏導損耗的形式存在,一般較小,在交變電場的作用下,電容的損耗不僅與漏導有關,而且與周期性的極化建立過程有關。
頻率特性
隨著頻率的上升,一般電容器的電容量呈現下降的規律。
鋁電解電容器的結構特點:
鋁殼和膠蓋密閉起來構成一個電解電容器。同其它類型的電容器相比,鋁電解電容器在結構上表現出如下明顯的特點:
1、鋁電解電容器的工作介質為通過陽極氧化的方式在鋁箔表面生成一層極薄的三氧化二鋁(Al2O3),此氧化物介質層和電容器的陽極結合成一個完整的體系,兩者相互依存,不能彼此獨立;我們通常所說的電容器,其電極和電介質是彼此獨立的。
鋁電解電容器的芯子是由陽極鋁箔、電解紙、陰極鋁箔、電解紙等4層重疊卷繞而成;芯子含浸電解液后,用
2、鋁電解電容器的陽極是表面生成Al2O3介質層的鋁箔,陰極并非我們習慣上認為的負箔,而是電容器的電解液。
3、負箔在電解電容器中起電氣引出的作用,因為作為電解電容器陰極的電解液無法直接和外電路連接,必須通過另一金屬電極和電路的其它部分構成電氣通路。
4、鋁電解電容器的陽極鋁箔、陰極鋁箔通常均為腐蝕鋁箔,實際的表面積遠遠大于其表觀表面積,這也是鋁質電解電容器通常具有大的電容量的一個原因。由于采用具有眾多微細蝕孔的鋁箔,通常需用液態電解質才能更有效地利用其實際電極面積。
5、由于鋁電解電容器的介質氧化膜是采用陽極氧化的方式得到的,且其厚度正比于陽極氧化所施加的電壓,所以,從原理上來說,鋁質電解電容器的介質層厚度可以人為地精確控制。
電解電容器的用途
1、隔直流:作用是阻止直流通過而讓交流通過。
2、旁路(去耦):為交流電路中某些并聯的元件提供低阻抗通路。
3、耦合:作為兩個電路之間的連接,允許交流信號通過并傳輸到下一級電路
4、濾波:這個對DIY而言很重要,顯卡上的電容基本都是這個作用。
5、溫度補償:針對其它元件對溫度的適應性不夠帶來的影響,而進行補償,改善電路的穩定性。
6、計時:電容器與電阻器配合使用,確定電路的時間常數,時間常數t=RC。
7、調諧:對與頻率相關的電路進行系統調諧,比如手機、收音機、電視機。
8、整流:在預定的時間開或者關半閉導體開關元件。
9、儲能:儲存電能,用于必須要的時候釋放。例如相機閃光燈,加熱設備等等。
電容器的壽命
電解電容在電路中實際要承受的電壓不能超過它的耐壓值。在濾波電路中,電容的耐壓值不要小于交流有效值的1.42倍。使用電解電容的時候,還要注意正負極不要接反。不同電路應該選用不同種類的電容。揩振回路可以選用云母、高頻陶瓷電容,隔直流可以選用紙介、滌綸、云母、電解、陶瓷等電容,濾波可以選用電解電容,旁路可以選用滌綸、紙介、陶瓷、電解等電容。電容在裝入電路前要檢查它有沒有短路、斷路和漏電等現象,并且核對它的電容值。安裝的時候,要使電容的類別、容量、耐壓等符號容易看到,以便核實。
壽命估算(life expectancy):電解電容在最高工作溫度下,可持續動作的時間。
lx=lo*2(to-ta)/10
lx=實際工作壽命
lo=保證壽命
to=最高工作溫度(85℃105℃)
ta=電容器實際工作周圍溫度
example:規范值105℃/1000hrs
65℃壽命推估:lx=1000*2(105-65)/10
實際工作壽命:16000hrs
高溫負荷壽命(load life)將電解電容器在最高工作溫度下,印加額定工作電壓,經一持續規定完成時間后,須符合下列變化:δcap:試驗前之值的20%以內
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