资源描述:
《电解电容选型指导书.docx》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、电解电容选型指导书1.0.目的:针对AL电解电容选型,替代,采购,检测及实际使用过程中出现的特性变化引起的产品失效问题,提供指导。2.0.适用范本指导书适用于瑞谷AL电解电容的设计,选型,替代等。3.0.说明:本指导书主要概括AL电解电容的结构与性能及相应的失效案例(其寿命计算不在此列,将做专题介绍),从而为其设计,选型与替代提供参考。4.0.AL电解电容主要特性分析:(1)AL电解电容的结构与生产工艺介绍铝电解电容器的卷绕结构及简图如下所示:ProjectingpaperAnodefoilCathodelolDielectric(AI2O3)电解电容包含两个导电电极,中间
2、有绝缘层隔开。一个电极(阳极)由扩大了表面积的铝箔形成。铝氧化层(AL2O3)在其表面形成绝缘层。与其它电容相比,铝电解电容的负极(阴极)是导电液体,称作电解液。另外一个铝箔,是所谓的阴极箔,其有更大的表面积,以传递电流到电解液。电容的阳极是极纯的铝箔,其有效表面被极大地增大(比例可以到200倍),增大方式是一个电化学腐蚀过程,这样可以使电容到最大容量。化学腐蚀的方式以及程度过程不同,决定于其不同要求。铝电解电容器的主耍生产原材料为:阳极箔、阴极箔、电解纸、电解液、导箔、胶带、盖板、铝壳、套管、垫片等,其生产工序主要有:切割、卷绕、含浸、装配、老化、封口、印刷、套管、测量、
3、包装、检验等,以下为其主要生产工艺图:刻蚀AL箔形成阳极氧化层切割电解纸的卷绕电解电容芯子含浸…含寝装配软塞形成卷子装配膜套(2)铝电解电容器的主要电学性能参数1•额定电压Vr:是设计电容时设计的而且表示在电容上的直流电压。对于铝电解电容,额定电压口00V通常叫做低压电容,而额定电压>100V称作(中)高压电容,常用的额定电压有6.3V,10V,16V,25V,50V,63V,100V,250V,400V,450V,500V,630V等。2•工作电压V°p:电容可以在额定电压(包含一些叠加成份)下额定工作范围内连续工作。允许的连续工作电压范围为0V到额定电压之间。在很短时间
4、内,因阴极铝箔上有一层空气氧化层,电容可以承受不超过1・5V的反向电压。3•浪涌电压Vs:是短吋间内可以加在电容上的最大电压,比如一小时内5次,每次一分钟。IEC60384・4定义浪涌电压如下:如果VrW315V,Vs=1.15Vr,如果Vr>315V,Vs=1.10VRo4•额定容量Cr:是电容设计和标示的交流电容值。Cr是由(IEC60384-1andIEC60384・4)规定的特殊标准来测得的,对于电解电容一般测试条件为2倍工频(100HZ或120HZ),室温。另外,容量误差是电容实际容量离开额定容量分布范围,一般会标志在木体上,对于AL电解基木上标记为M(±20%)
5、o5•使用温度范围:即电容器能够稳定工作的温度范围,目前常见的低温极限值大致有・55°C,・40°C,・25°C几种,高温极限值大致有85°C,105°C,125°C,130°C等几种。6•耗散因数tan6:是等效串联电阻与等效串联线路里(如下图)容性电抗成分的比值,或者是在止弦电压下有功功率(耗散功率)与无功功率的比值。7•等效串联电感ESL:自身电感或者称等效串联电感来源于接线端子及电容内部设计,如上图。8•等效串联电阻ESR:是指等效串联线路的阻性成分。ESR值与频率,温度有关,而但与耗散因数有关,公式如下esrS9•阻抗乙是指等效串联线路的总的电抗值,它只要包括容量
6、Cs的容性电抗部分;电解液及接线端子的介电损失及欧姆阻抗ESR部分;由电容绕制及接线端了产生的感性电抗ESL部分。ESL只取决于频率,而容性电抗和阻性电抗则取决于频率及温度。10.漏电流Leak:由于铝电解电容的特殊特性,其铝氧化层也充当绝缘层,在直流电压施加很长吋间后,还有一个小电流会继续流过电容。这个电流叫做漏电流。漏电流小意味着电容的绝缘层设计的很好。11•纹波电流:用nns值来标示流过设备的交流电流,其原因是跳动及浪涌电压。最大允许纹波电流决定于环境温度,电容表面积(散热区域),耗散因数以及交流频率等。由于热应力对电容寿命有决定性作用,由纹波电流产生的热量就是影响使
7、用寿命的重要因数。12.使用寿命:使用寿命(也定义为服务寿命及操作寿命)定义为电容不超过指定失效率的可以达到的寿命。使用寿命是应用使用经验以及加速老化试验来得到的。如果负载低于额定值,使用寿命可以得到延长(比如低的工作电压,电流及环境温度),适当的散热措施也可以延长使用寿命。13.除了上述的电学参数外,电解电容还有存储温度,气候条件,温湿循环,引线强度,可焊性等可靠性项目。(3)铝电解电容器的主要电学性能参数特性1・容量温度特性温度对电解电容的容量有较大影响,温度降低时,电容粘性增加,这会降低导电性。其典型特性如下