铝电解电容器

电子元器件铝电解电容器

电容器的机理与电气功能顾名思意，可以作这样的形象理解：所谓

电容器（capacitor）就是能够储存电荷的“容器”。只不过这种“容器”是一种特殊的物质——电荷（charge），而且其所存储的正负电荷等量地分布于两块不直接导通的导体板上。至此，我们就可以描述电容器的基本结构：两块导体板（通常为金属板）中间隔以电介质

（dielectric）。即构成电容器的基本模型。

一般铝电解电容器的结构：

铝电解电容器是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极而制成的电容器称作铝电解电容器。它是一种用铝材料制成的电性能好、适用范围宽、可靠性高的通用型电解电容器。国优名牌产品。由中国振华集团新云器材厂最早研制、生产。年生产能力10亿支。产品有30种型号、数千个规格，广泛用于空调机、收录机、洗衣机、通信机等家用电器及电子整机、仪器、仪表的配套。它是由阳极箔（含导针）、负极箔（含导针）、电解纸（含电解液）卷绕在一起，形成柱状卷芯，然后利用胶塞将卷芯密封在铝壳中，铝壳外面套以绝缘套管，套管上有电容器性能参数、极性、商标等标志。其中负极箔多为纯铝轧成的光箔（即清水箔），而阳极箔为表面有很多微小坑洞的腐蚀箔，阳极箔上的三氧化二铝（Al2O3）起着电介质的作用，电解液（含浸在电解纸中）与负极箔共同组成电容器的负极。

它是一种用铝材料制成的电性能好、适用范围宽、可靠性高的通用型电解电容器。国优名牌产品。由中国振华集团新云器材厂最早研制、生产。年生产能力10亿支。产品有30种型号、数千个规格，广泛用于空调机、收录机、洗衣机、通信机等家用电器及电子整机、仪器、仪表的配套。它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极而制成的电容器称作铝电解电容器。它的芯子是由阳极铝箔、浸有电解液的衬垫纸、阴极铝箔、天然氧化

膜等重叠卷绕而成的，芯子含浸电解液后用铝壳和胶盖密闭起来就构成一个电

解电容器。一般情况下，铝电解电容器的铝壳外面都有一个塑料套管。套管颜色五颜六色，它不仅美观，而具有特定的意义。

铝电解电容器的特点是容量大，但是漏电大，误差大，稳定性差，常用作交流旁路和滤波，在要求不高时也用于信号耦合。电解电容有正、负极之分，使用时不能接反。电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。在滤波电路中，电容的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。使用电解电容的时候，还要注意正负极不要接反。

不同电路应该选用不同种类的电容。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容，隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容，滤波可以选用电解电容，旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象，并且核对它的电容值。安装的时候，要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到，以便核实。因其低成本的特点，铝电解电容器一直都是电源的常用选择。但是，它们寿命有限，且易受高温和低温极端条件的影响。铝电解电容器在浸透电解液的纸片两面放置金属薄片。这种电解液会在电容器寿命期间蒸发，从而改变其电气属性。如果电容器失效，

其会出现剧烈的反应：电容器中形成压力，迫使它释放出易燃、

腐蚀性气体。

电解质蒸发的速度与电容器温度密切相关。工作温度每下降10摄氏度，电容器寿命延长一倍。电容器额定寿命通常为在其最大额定温度下得出的结果。典型的额定寿命为105摄氏度下1000小时。选择这些电容器用于图1所示LED 灯泡等长寿命应用时(1£口的寿命为25000小时)，电容器的寿命便成了问题。

要想达到25000小时寿命，这种电容器要求工作温度不超过65摄氏度。这种

工作温度特别具有挑战性，因为在这种应用中，环境温度会超出125摄氏度。市场上有一些高额定温度的电容器，但是在大多数情况下，铝电解电容器都将成为LED灯泡寿命的瓶颈组件。

这种寿命温度依赖度实际影响了您降低电容器额定电压的方法。您首先想到的可能是增加电容器额定电压来最小化电介质失效的机率。但是，这样做会使电容器的等效串联电阻(ESR)更高。由于电容器一般会具有高纹波电流应力，因此这种高电阻会带来额外的内部功耗，并且增加电容器温度。故障率随温度升高而增加。实际上，铝电解电容器通常只使用其额定电压的80%左右。

电容器温度较低时，ESR急剧增加，如图1所示。在这种情况下，-40℃下，电阻呈数量级增加。这在许多方面都会影响到电源性能。如果电容器用于开关式电源的输出端，则输出纹波电压呈数量级增加。另外，在ESR和输出电容形成的零以上频率，它让环路增益增加一个数量级，从而影响控制环路。这会产生一个有振荡的不稳定电源。为了适应这种强震动，控制环路通常会在空

间方面做出巨大妥协，

并在更高温度下工作。低温下ESR性能急剧下降

图1低温下£5区性能急剧下降

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（A1203）,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300uF/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2uF/cm3。