《电解电容器技术》word版

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1、一、电容器的定义1、电容器——由两个导电极板，中间放置着具有介电特征的物质所组成的分立元件。2、电解电容器——两个极板有阳（正）极和阴（负）极之分，其中作为阳极的是采用特定的阀金属，并在该金属表面上籍助于电化学方法生成一极薄且具有单向导电性的氧化膜作为介质，而阴极通常是采用能生成和修复介质氧化膜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。二、电气参数铝电解电容器常用标称：电容量（CR）、损耗角正切（tgδ）、漏电流（ILC）、额定工作电压（UR）、阻抗（Z）1、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。C

2、rUcUrUCrIrUrCrUcCrUCrI1ωCrUCURIr2、损耗角正切：用于脉动电路中的铝电解电容器，实际上要消耗一小部分有功的电功率，这可用损耗角正切来表征，它是电容器电能量损耗的有功功率与无功功率之比。对于电解电容较常采用串联等效电路，如图1-1所示，则其损耗角正切tgδ为：tgδ===ωCrrI图1-1等效串联电路和电流电压矢量图3、漏电流漏电流：当对电容器施加直流电压时，将观察到充电电流的变化：开始很大，然后逐渐随时间而下降，但并不等于零，而是达到某一终值后，趋于稳定状态，这一终值称为漏电流。漏电流ILC第35页共35页是

3、电解电容器五大电参数之一，用来表征电解电容器的绝缘质量。与施加电压的大小、环境温度的高低和测试时间的长短都有密切关系，故在规定漏电流值时必须标明其测试时间“t”、施加电压“U”和环境温度“T”的大小。ILC与测试时间（即施加电压时间）、施加电压大小和环境温度之间的关系如图1-2所示。T1T2T1＞T2ILCtILCU2U1U1＞U2t图1-2电解电容器的漏电流与测试时间、施加电压和环境温度的关系对于铝电解电容器，漏电流通常用下式表示：ILC=KCU+MµA式中：C——电容器的标称电容量（µF）；U——额定工作电压（V）；K，M——常数。其

4、中K值，称之为漏电流常数。对于不同类型的电解电容器具有不同值，如CD11型产品，K=0.03；CD110型产品，K=0.01；低漏电流产品，K=0.001～0.002。对于M值，除了主要考虑氧化膜本身漏电流外，还应考虑到电容器表面漏导电流的影响。M值主要取决于产品结构和CU值的大小。CU值较小者，其表面漏导电流影响较大，M值也相应附加较大值；CU值较大者，表面漏导电流影响就较小，M值可以忽略不计。所以M值可以在0～20范围内取值。4、额定工作电压（UR）第35页共35页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

5、直流电压或最大交流电压有效值或脉冲电压的峰值。5、阻抗（Z）【将由下一节解释】一、主要电气参数分析1．阻抗、电容量、损耗角正切和等效串联电阻的关系rABCL对电解电容器来说，通常用是容量C、损耗角正切tgδ和、阻抗Z或等效串联电阻ESR来描述在脉动电路中的电气特性。一般电解电容器的电感量L不太大，不会超过100nH（纳亨），电解电容器的等效电路图1-3所示。图1-3电解电容器的等效电路该电路中AB两端的复阻抗为：ωC11jωCZ=r+jωL+=r-j〔-ωL〕阻抗模量为：ωC1ωC1ωC1│Z│=√r2+〔-ωL〕2=√r2+（XC-XL

6、）2=√（ωrC）2+（1-ω2LC）2=√tg2δ+（1-ω2LC）2ωC1当L很小时，ω2LC<<1，则：│Z│=√1+tg2δ因此，电容器的阻抗将随着损耗角正切的增加而增大。这意味着在同一电压下,阻抗大者容许通过的交流电流要小一些,换言之,即由于电容器有损耗,所以在电路中它的电容量相应地有所减小,不是测试出来的C值,而是第35页共35页的有效电容量:C效=C/√tg2δ+(1-ω2LC)2当ω2LC≤1C效=C/√1+tg2δ而C效不能直接由测量仪测出,只能从│Z│或从施加的电压和通过的电流值计算:ωC1∵│Z│==│U/I│.显然

7、,电容的阻抗值,概括了各种影响因素既能所映电容本身在电路中真正作用,又能根据它的温度频率特性的好坏,从中分析电容器的工艺及结构是否合理,例如,低温时阻抗增大很多,从而工艺上分析原因,频率升高时,阻抗值下降迟缓,也如要从工艺上找原因.由电解电容器串联等效电路得知：tgδ=ωCr式中损耗电阻r是由三部分组成的：a、氧化膜介质损耗的等效串联电阻r介；b、代表工作电解液的等效串联电阻r液；c、代表金属电极、引出线（片）以及接触电阻等组成的r金。即：r=r介+r液+r金ωCtgδr被称为等效串联电阻，英文缩写为ESR（equivalentserie

8、sresistance）。故：ESR=2温度频率特性电解电容器的主要电气能数C、tgδ和Z与使用环境温度、频率有着极为密切的依赖关系。所谓温度特性指电容器的C、tgδ和Z随环境温度变化的规律性