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  • 基本概要
    來(lái)源:    發(fā)布時(shí)間: 2013-06-09 22:43   3452 次瀏覽   大小:  16px  14px  12px
    鋁電解電容器的基本概要

    1、電容器的基本原理
    電容器的基本原理可以用圖1來(lái)描
    鋁電解電容器的基本概要

    1、電容器的基本原理
    電容器的基本原理可以用圖1來(lái)描述
    當在兩個(gè)正對的金屬電極上施加電壓時(shí),電荷將據電壓的大小被儲存起來(lái)

    Q=CV圖1
    Q:電量( C )
    V:電壓(V )
    C:電容量(F)

    C:電容器的電容量,可以由電極面積S [m2],介質(zhì)厚度t [m]以及相對介電常數ε來(lái)表示

    C[F]= ε0·ε·S/t
    ε0:介質(zhì)在真空狀態(tài)下的介電常數(=8.85x10-12 F/M)
    鋁氧化膜的相對介電常數為7~8,要想獲得更大的電容,可以通過(guò)增加表面積S或者減少其厚度t來(lái)獲得。
    表1列出了電容器中常用的幾種典型的介質(zhì)的相對介電常數,在很多情況下,電容器的命名通常是根據介質(zhì)所使用的材料來(lái)決定的,例如:鋁電解電容器、鉭電容器等。

    表1

    介質(zhì)
    相對介電常數
    介質(zhì)
    相對介電常數
    鋁氧化膜
    7 ~ 8
    陶瓷
    10~120
    薄膜樹(shù)脂
    3.2
    聚苯乙烯
    2.5
    云母
    6 ~ 8
    鉭氧化膜
    10 ~20

    雖然鋁電解電容器非常小,但它具有相對較大的電容量,因為其通過(guò)電化學(xué)腐蝕后,電極箔的表面積被擴大了,并且它的介質(zhì)氧化膜非常薄。
    圖2形象地描述了鋁電解電容器的基本組成。


    圖2


    2、電容器的等效電路
    電容器的等效電路圖可由下圖2表示
    圖2

    R1:電極和引出端子的電阻
    R2:陽(yáng)極氧化膜和電解質(zhì)的電阻
    R3:損壞的陽(yáng)極氧化膜的絕緣電阻
    D1:具有單向導電性的陽(yáng)極氧化膜
    C1:陽(yáng)極箔的容量
    C2:陰極箔的容量
    L :電極及引線(xiàn)端子等所引起的等效電感量

    3、基本的電性能
    3-1 電容量
    電容器的由測量交流容量時(shí)所呈現的阻抗決定。交流電容量隨頻率、電壓以及測量方法的變化而變化。鋁電解電容器的容量隨頻率的增加而減小。

    和頻率一樣,測量時(shí)的溫度對電容器的容量有一定的影響。隨著(zhù)測量溫度的下降,電容量會(huì )變小。

    另一方面,直流電容量,可通過(guò)施加直流電壓而測量其電荷得到,在常溫下容量比交流稍微的大一點(diǎn),并且具有更優(yōu)越的穩定特性。

    3-2 Tan δ(損耗角正切)
    在等效電路中,串聯(lián)等效電阻ESR同容抗1/ wC之比稱(chēng)之為T(mén)an δ,其測量條件與電容量相同。



    tan δ =RESR/ (1/wC)= wC RESR
    其中:RESR=ESR(120 Hz)
    w=2πf
    f=120Hz
    tan δ隨著(zhù)測量頻率的增加而變大,隨測量溫度的下降而增大。
    阻抗(Z):
    在特定的頻率下,阻礙交流電通過(guò)的電阻就是所謂的阻抗(Z)。它與容量以及電感密切相關(guān),并且與等效串聯(lián)電阻ESR也有關(guān)系。具體表達式如下:

    其中:Xc=1/ wC=1/ 2πfC
    XL=wL=2πfL
    漏電流:
    電容器的介質(zhì)對直流電具有很大的阻礙作用。然而,由于鋁氧化膜介質(zhì)上浸有電解液,在施加電壓時(shí),重新形成以及修復氧化膜的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生一種很小的稱(chēng)之為漏電流的電流,剛施加電壓時(shí),漏電流較大,隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng),漏電流會(huì )逐漸減小并最終保持穩定。


    漏電流隨時(shí)間變化特征圖

    測試溫度和電壓對漏電流具有很大的影響。漏電流會(huì )隨著(zhù)溫度和電壓的升高而增大。

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