铝电解电容基础知识培训
铝电解电容器基础知识培训资料
短路或断路可能是由于制造缺陷或使用不当造成，应检查电容器是 否有损坏，必要时更换。
06
铝电解电容器的未来发展与趋势
新材料的应用
1 2
新型电极材料
采用高导电性、高稳定性、低成本的电极材料， 如碳纳米管、金属复合材料等，以提高电容器的 性能和稳定性。
新型电解质材料
研发新型电解质材料，如固态电解质，以提高电 容器的耐压、耐高温性能和稳定性。
为法拉（F）。
额定电压
铝电解电容器能够承受 的最大电压。
漏电流
当施加电压时，铝电解 电容器中流过的微小电
流。
损耗角正切值
表示铝电解电容器能量 损耗的参数，越小表示
损耗越小。
03
铝电解电容器的制造工艺
铝箔的制造
01
铝箔的制造是铝电解电容器制造 的第一步，通常采用轧制和退火 工艺，得到具有特定厚度和物理 性能的铝箔。
铝电解电容器基础知识培训资料
目录
• 铝电解电容器简介 • 铝电解电容器的工作原理 • 铝电解电容器的制造工艺 • 铝电解电容器的性能测试与评估 • 铝电解电容器的选用与使用注意事项 • 铝电解电容器的未来发展与趋势
01
铝电解电容器简介
定义与特性
定义
铝电解电容器是一种电子元件， 由铝制阳极和电解液组成，通常 与电解质一起封装在塑料或金属 外壳中。
结构
主要由阳极、电解质、绝缘材料和引 脚等部分组成，其中阳极是电容器的 主要部分，通常采用铝制箔片作为电 极材料。
02
铝电解电容器的工作原理
电容的基本原理
电容
由两个平行、相对的导电 板组成的装置，能够存储 电荷。
电容的单位
法拉（F），表示电容的大 小。
铝电解电容基础知识教材
tgδ=
Ur = U c
Ir
1 I ωC
= ωC r
（2）．损失角正切的测试方法： ①测试仪器：LCR或容量测试仪 ②测试频率：100/120Hz ③测试电路：串联等效
3、漏电流（LC）
（1）．定义：用来表征电容器的绝缘质量，它与施加 电压大小、环境、温度的高低和测试时间的长短都有 密切关系。
LC≤KCV + M (uA)
C：标称电容量（uF） V：额定工作电压（V） K、M：常数
一般K=0பைடு நூலகம்01、M=3uA
（2）.漏电流的测试方法： 在电容器两端施加额定工作电 压，X分钟后，测定漏电流。 测试电路
4、额定工作电压：
它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脉冲电压的峰值。（ AC 峰值 = ACV√2 ） 低压： 4、6.3、10、16、25、35、50、63、80、100、 中压： 160、200、250 高压： 350、400、450、500
一：铝电解电容器的一般概念 1、电容器的定义
电容器简称电容，是一种储存电荷或者储存电场能量的元件。它 是电路中常用的电子元器件之一，多用来滤波、隔直、交流耦合、 交流旁路以及与电感元件构成振荡回路等。它是由两个导电极板中 间隔以电介质所组成的元件。
（金属板） 平板形电容器结构示意图
（云母、空气、电解质）
1、按阀金属种类分
2、按电解质状态分
3．按正极呈现的状态分
二、铝电解电容器的构造
正极（阳极） 负极（阴极） 介质 铝箔 电解液 电解纸 2．实物结构 导针（引条） 胶盖（盖板）
氧化膜 （类似PN结的功能） 正极电位高于负极电位----阻流状态 正极电位低于负极电位----导通状态 注：此时电流非常大，已失去电容 作用，严重时会发生爆炸现象。 正箔 正导针 负导针 负箔
铝电容器基础知识
铝电解电容器的基本知识一、基本概念1、什么叫电容器？由两片彼此绝缘的导体，在电场的作用下能够贮存电荷的作用，这样的电子元件叫电容器。
2、什么叫铝电解电容器？以高纯铝为阳极，以其上的氧化膜为介质，以电解液为阴极并以另一高纯铝为阴极引出的电子元件称为铝电解电容器。
3、电容量(C)指电容器贮存电荷的容量，即每升高1伏电压，电容器两极电荷的增量。
4、损耗角正切(tgδ)在规定频率的正弦电压下，所消耗的有功功率与无功功率的比值。
5、漏电流(IR)当电容器施加规定的直流电压时，充电电流开始很大，然后逐渐随时间的延长而下降，至某一终值后达到较稳定的状态，这一终值称为漏电流。
6、额定工作电压(UR)在规定的环境温度范围内，能连续施加到电容器上的最高直流工作电压称为额定电压。
二、生产流程⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⒈1、原材料：⑴阳极箔⑵阴极箔⑶电解纸⑷引出条⑸胶带⑹电解液⑺盖板⑻铝壳⑼华司⑽套管⒈垫片原材料要经IQC检验合格后方可投入使用。
2、各工序在生产过程中要做好自检、专检、巡检工作。
3、严格按工艺要求操作，特别是封口前的工序做好工艺卫生。
三、铝电解电容器的结构组成及其作用1、阳极箔：作阳极，经腐蚀、化成形成氧化膜作工作介质。
2、阴极箔：起阴极引出作用，为腐蚀箔。
3、电解纸：贮存电解液，起隔离阳极箔与阴极箔作用，且增加耐压。
4、引出条(引线)：起连接引出作用，其中阳极引出条需经600V以上电压化成。
5、胶带（胶水）：固定芯包，不让芯包松散。
6、电解液：为实际的阴极，起修补氧化膜的作用。
7、盖板(皮头)：起密封、安装作用。
8、铝壳：保护芯子且起固定作用。
9、华司：起连接引出条和盖板的作用。
10、套管(垫片)：起绝缘与标识的作用，同时使外观美观、整洁。
四、铝电解电容器的性能特点1、比率电容量大。
单位体积内所具有的电容量特别大，若以V(cm3)表示产品体积，C(μF)表示电容量，则比率电容量为：C比率=C/V μF/ cm32、介质氧化膜(Al2O3)能承受极高的工作电场强度。
铝电解电容器-培训
铝电解电容器内容提要1. 铝电解电容器基础知识.2. 铝电解电容器主要电性能参数及降额.33. 高频低阻抗电容器.4. 非固态铝电解电容器寿命的估算.5. 铝电解电容器工艺安装、加工注意事项.66. 电解电容器的失效模式及案例.7. 铝电解业界发展.计算公式: 单位：F (法拉) 为了分析上的方便，常用一等效电路来描述一实际意义的电容。
1.2 铝电解内部结构1.3 铝电解外形封装1.4 铝电解主要工艺流程铝矿铝箔浸渍电解液提纯碾压铝壳胶塞/盖板热缩套管腐蚀组装扩大表面积生成绝缘氧化膜高温加电压化成老化分切成一定宽度分出不良品分切测试正负箔铆接引线按客户需求包装芯包转绕包装夹上电解纸转绕电解液贴标签1.5 铝电解电容器主要材料正极箔电解液负极箔引出线(导电条)电解纸芯子包封胶带橡胶塞(盖板)热缩套管垫片外部包装材料2. 2. 铝电解电容器主要电参数及降额铝电解电容器主要电参数及降额额定电压反向电压标称容量损耗漏电流阻抗-频率特性纹波电流额定寿命2. 2. 铝电解电容器主要电参数及降额铝电解电容器主要电参数及降额2.1 额定电压V R规定的、能施加在电容器上的最高直流工作电压。
实际使用时，工作电压应小于额定电压,降额使用，对提高产品的寿命有显著的作用。
目前铝电解电容器的电压等级有：6.3 10 16 25 35 50 63 80 100160 200 250 315 350 400 450 500 550浪涌电压V S浪涌电压是电容器所能承受的极短时间的最大冲击电压。
按IEC60384-1999标准，电解电容允许浪涌电压规定如下：按IEC603841999标准，电解电容允许浪涌电压规定如下：VR＜315V VS=1.15VRVR≧315V VS=11VRVR≧315V VS 1.1VR试验方法: 0.5min ON,5.5min OFF,1000 times,电容器不损坏.我司规定的浪涌电压降额是：100％额定电压值额定电压值目前也有厂家给出了很高的浪涌电压值，但要求脉冲的时间很短，是毫秒级的，例如：是毫秒级的例如450V电容器，最高浪涌电压是550V,脉冲时间小于500ms。
铝电解电容器基础培训
构造 1 1 5 1 3 1 1 1
8.纳品处：
内
容
UC+GAH
UV+GAH
UC+GAH
UV+GNH
UV+GAH
UV+GNH 2端子
区分
内
容
80
输出韩国
NH
输出日本
HB
南通海平
其它
国内业体
CASE PAD
说明
UC代表无防爆 UV代表有防爆 GAH代表平塞 GNH代表花塞
作业卡颜色 黄色
黄色（特殊卡）
粉红色 白色
5. 铝电解电容器LOT-NO命名法
二:制品LOT-NO命名法
例. 02 11 03 -01- 00 739
⑦分割次数 ⑥顺序号 ⑤特记区分 ④生产区分 ③顺序号重复次数 ②月份 ①年度
①年度:用2位数字标记年度. 如)2002→02,2003→03,2010→10…..
②月份:用2位数字标记月份 如)1月→01,3月→03,12月→12…..
种类 主要用途
50CF2 一般品
JC-540 50CD 50CK
SH-50C03
除RG
长时间
RD一般 广温度用 保证
品
40CF1 40CF2
小型化
1.铝箔的外包装电解纸上有印刷箔名的索纸。 2.铝箔的外包装电解纸上无裁断章。 3.投入时应挂在“-”箔位置（设备上用黑色作“-FOIL标
记”）。
7. 铝电解电容器资材
05-8097
1.为防止资材混入用色纸区分种类。
裁断号 箔长 箔宽 FOIL电压(Aging电压) 箔纯度 Etching倍率 箔厚度(65цm)
2.铝箔的外包装电解纸上有印刷箔名的索纸及裁断章。
铝电解电容器知识
铝电解电容器基础一、电容器的原理只要在当作电极之相对两导体中间存在电气绝缘体，即可构成电容器。
原理图如图1所示1、电容量的定义及单位电容量定义：对某一特定的电容器，充电后的电荷量与充电电压成正比即Q/V=常数，我们就定义Q/V 为该电容器的电容量（C）即C=Q/V，它代表一个电容所能储存电荷的多少，也可以定义为电压每升高1V，极板两端电荷的增量。
若极板面积为S，电气绝缘体的厚度为d，相对介电常数为εr,真空介电常数为ε0，两极板间的介质电场强度为E，因为Q=ε0εr S×E, V=E×d，则该电容器的电容量C=Q/V=ε0εr S/d，也就是说电容量与相对面积和电气绝缘体介电常数成正比，与电气绝缘体的厚度成反比。
单位：电容量的国际单位为法拉（F），但实用上法拉这个单位太大，使用不方便，实际上经常使用uF 、mF、nF、pF等单位。
1uF=10-6F、1mF=10-3F、1nF=10-9F、1pF=10-12F2、电容器在线路中的特性及应用电容器有以下特性和应用：(1)通交流隔直流——旁路作用、滤波作用、耦合作用(2)通高频、阻低频——频率分离作用(3)电流的相位超前于电压——移相作用、功率因数改善、电机启动用(4)储能作用——闪光灯、点熔接、放电加工(5)电压不能突变——电器接点的防火花、尖脉冲吸收(6)RC时间常数——定时作用(7)电流非线性变化——S校正作用二、铝电解电容器的原理铝电解电容器的原理示意图如下：阳极箔为一个电极，其上氧化膜为电气绝缘体电解液为真正的阴极，同时起修补氧化膜作用(电解质包括电解液（electrolyte）、二氧化锰（MnO2）、有机半导体TCNQ、导体聚合物（PPy、PEDT）、凝胶电解质PEO等)电解纸起隔离阳极箔和阴极箔作用，同时贮存电解液阴极箔起引出电极作用。
三、铝电解电容器的结构和特点1、结构部件图引出条、铝导针：引出作用橡皮头、铝壳：密封作用，保护芯子盖板：引出固定作用套管：绝缘、美观、标识。
铝电解电容学习资料
10. 编带 /Taping # 根据客户要求对制品进行 外部加工.
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电性能
1.静电容量 (Cx)
■ 温度特性
-静电容量随温度和频率的变化而变化;
-铝电解电容器一般20℃,120Hz条件下 引加1.5~2.0V直流电压,0.5V左右的交 流电压测定其容量.
-损失角测定条件与容量测定条件相同,-
-在120Hz低频下测定电感系数与容量比 较非常小,因此忽略.其公式如下:
-如同容量一样随温度及频率变化,温度
上升则下降,频率下降则下降.
■ 频率特性
■ 简略回路
Xc
C
R
L
Tanδ= R/Xc=R/(1/ωC)=ωCR ω= 2πf (f=120Hz)
※ f=120Hz時忽略"L"
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故障原因分析
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铝电解电容器应用电路
■ 电源回路
支流稳压电源一般采用开关控制方式，下图是比较有代表性的SMPS回路：
输入端滤波回路
输出端滤波回路
输
V
入
（A）
（B） 整
(Dielectric (Al2O3))
電解紙 (Separating paper)
Q = CV
C
=
ε
0
ε •S d
F
Q :電荷的量(C)
V :額定電壓 C :靜電容量 S :電極的表面積 d :電極間距離 ε:誘電率(7 ~10) ε0:眞空誘電率(比誘電率)
铝电解基本知识
L X LO A
TO TX 10
其中： L0：最高使用温度的有效寿命（hrs） LX：使用温度时的推算寿命（hrs） T0：产品的最高使用温度（℃） TX: 使用温度（℃） A : 寿命延长率或称温度加速系数 这里,如果在最高使用温度以下,可以用温度加速系数 A≈2 ,用来计算,每 10℃温升就 有 2 倍的寿命延长率或称加速率,因此使用温度越低就越可以期待长的使用寿命。 例如：某铝电解电容器，其标称寿命为 105℃ 1000 小时，但实际使用环境温度不超 过 45℃，按上式可以推断出这只铝电解电容器实际寿命为：
Z r jL
一般讲 L 很小，所以 jωL 11 变化，当 C 值一定时
1 jC
1 将随着 C 值越大小而值在 j C 1 jC 值也成定值。所以决定 Z 值大小，关键是 r 值。式中的损
可以忽略不计,
耗电阻 r 是由三部分组成的：①氧化膜介质损耗的等效串联电阻 r 介；②代表工作电解 液的等效串联电阻 r 液；③代表金属电极、引出线、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
)下的电压为目的用途，为调谐、振荡用。
特定频率 f (
⒌移相、调相用： 为了使单相马达旋转，为改善其转矩特性，必须使用移相电容器。另外，为了缩 小频率 f 的迟相电流，必须并联固定电容器为其调相。 ⒍降压用： 有必要在不引起发热损耗的情况下，降低电压或分割电压时必须用电容器。 ⒎积分用： 若计算机求微积分方程的解时，也必须使用构成积分常数的电容器。 ⒏记忆用： 若了解脉动电荷的积累时，必须使用漏电流极小的记忆电容器。 ⒐特效网络用： 和电阻或电感串、并联连接，而使用发生特有效果的网络中的电容器。
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对引脚加压过大
6.开
路
引脚接触不好
腐蚀
CL-存在
机械强度不够 钉接不牢固
3、纹波电流：
铝电解电容器基本知识
课程重点
一、铝电解电容器的一般概念 二、铝电解电容器的构造 三、铝电解电容器的电气特性 四、铝电解电容器的标识 五、铝电解电容器的允许纹波电流 六、铝电解电容器制造流程 七、铝电解电容器的试验 八、铝电解电容器的寿命及推算 九、铝电解电容器失效分析 十、 铝电解电容器使用注意事项
产生故障的原理（内部故障）
制造的原因
1.防 爆 阀 打 开 2.静电容量降低
内压增加
内部温度上升
正箔容量衰减
3.损 失 角 增 大
负箔容量衰减
4.漏 电 流 增 大
正箔氧化膜劣化 电解液干涸
5.短
路
正箔氧化膜、电解纸的绝缘已破环
正箔氧化膜缺陷 电解液量不足 钉接处有毛刺 金属微粒附着
使用上的原因
施加了过电压 充放电太频繁 施加了反向电压 施加了交流电压 过大的纹波电流
2、电解电容器的定义
两个极板有正极和负极之分，其中正极采用特定的阀 金属，并在该金属表面上借助于电化学方法，生成一 层极薄且具有单向导电性的氧化膜作为介质，而负极 采用能生成和修复介质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。
3、电解电容器的种类
1、按阀金属种类分
铝电解电容器 钽电解电容器 钽铌合金电解电容器
液体（湿式）电解电容器 2、按电解质状态分 固体电解电容器
箔式卷绕型电解电容器 3．按正极呈现的状态分 烧结型电解电容器
二、铝电解电容器的构造
1．基本结构
正极（阳极） 负极（阴极） 介质
功能结构图
电解纸 电解液
2．实物结构
铝箔 正导针
电解液
电解纸
正箔
负导针 负箔
导针（引条） 胶盖（盖板） 铝壳 胶管
八、铝电解电容器寿命及推算
铝电解电容器实际是“有限寿命”的元件，元件的寿命时间性 是指产品在规定条件下工作到某一时刻时其性能超过规定的允 许值，此时间称为寿命时间。 一般来说铝电解电容器的寿命取决于使用温度和电路中加在电 容器两端正的实际电压，遵循下列公式
T1-T
L=L1×(
V1 )2×2 V
10
氧化膜 （类似PN结的功能）
正极电位高于负极电位----阻流状态 正极电位低于负极电位----导通状态 注：此时电流非常大，已失去电容 作用，严重时会发生爆炸现象。
三、铝电解电容器的电气特性
1、标称电容量与电容量允许偏差： （1）．定义： 所谓标称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，它与实际制造出来的电容器的电容量之间有一定偏差， 此偏差称之为电容量允许偏差。
ACV√2 ）
低压： 4、6.3、10、16、25、35、50、63、80、100、 中压： 160、200、250 高压： 350、400、450、500
四、铝电解电容器的标识：
其外层胶管上主要标识内容有： ⑴商标 ⑵使用温度上限值 ⑶额定工作电压 ⑷标称电容量 ⑸负极标志带
Sancon +150℃
一：铝电解电容器的一般概念
1、电容器的定义
电容器简称电容，是一种储存电荷或者储存电场能量的元件。它 是电路中常用的电子元器件之一，多用来滤波、隔直、交流耦合、 交流旁路以及与电感元件构成振荡回路等。它是由两个导电极板中 间隔以电介质所组成的元件。
（金属板）
（云母、空气、电解质）
平板形电容器结构示意图
10倍原则：每升 10℃降低2倍寿命。
L1额定寿命 V1额定电压 T1额定温升 L实际寿命 V实际电压 T 实际温升
九、铝电解电容器失效分析
1、主要失效模式：
A）电容量减少
B）损失角正切增大 C）漏电流增加 D）开路 E）短路 F）防爆阀动作
二、失效分析系统图
（故障原因
tgS
H
δ 散热系数 S= πDH △ t温升 C电容量
六、铝电解电容器的制造流程 （见附页）
七、铝电解电容器的试验
一、防爆试验： 1．交流电压法： a）施加电压：交流电压的有效值不超过额定工作电压的0.7倍或250V
两者中取最小值。 b）施加电压频率：50Hz或60Hz c）串联电阻R为在试验频率时电容器阻抗的0.5倍。
25V 1000uF
五、铝电解电容器允许纹波电流
电解电容器在电子线路中常作为滤波、旁路、耦合和分 频等方面的使用，在这些应用中，施加在电解电容器上的 电压状态是在直流电压上迭加不同频率的交流成分电压， 即称之为脉动电压（又称纹波电压），在这种情况下流经 铝电解电容器的交流电流称为纹波电流。 D
I～= 2πfδS△ tC
（1）．定义：它是电容器电能损耗功率除以电容器的无功功率。
tgδ=
UU=rc
Ir = ωC r
I
1 ωC
（2）．损失角正切的测试方法： ①测试仪器：LCR或容量测试仪 ②测试频率：100/120Hz ③测试电路：串联等效
3、漏电流（LC）
（1）．定义：用来表征电容器的绝缘质量，它与施加 电压大小、环境、温度的高低和测试时间的长短都有 密切关系。
（2）．标称电容量值： 1、1.5、2.2、3.3、4.7、5.6、6.8×10n
(n = -1、0、1、2、3、4、5)
（3）．电容量允许偏差
（4）．电容量的测试方法： ①测试仪器：LCR或容量测试仪 ②测试频率：100/120Hz ③测试电路：串联等效
2、损失角正切（tgδ） Dissation Factor[D.F]---散逸因素
2．直流电压法： A）施加反向额定工作电压 B）电流：直径Φ22以下：1A（恒流）
Φ22或以上：10A（恒流） C）试验电路：
3．判定标准： ⑴由于试验电容器内部压力上升，使防爆阀动作，当内部 气体释放时，不许出现火焰燃烧，不允许出现素子以及外 壳部分飞溅的危险状态。 ⑵施加试验电压30分钟，无异常的情况即为合格。
LC≤KCV + M (uA)
C：标称电容量（uF） V：额定工作电压（V） K、M：常数
一般K=0.01、M=3uA
（2）.漏电流的测试方法： 在电容器两端施加额定工作电 压，X分钟后，测定漏电流。
测试电路
4、额定工作电压：
它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脉冲电压的峰值。（AC峰值=