鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)特點

　　鋁電解電容器的芯子是由陽極鋁箔、電解紙、陰極鋁箔、電解紙等4層重迭卷繞而成；芯子含浸電解液后，用鋁殼和膠蓋密閉起來構(gòu)成一個電解電容器。同其它類型的電容器相比，鋁電解電容器在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出如下明顯的特點：

　　（1）鋁電解電容器的工作介質(zhì)為通過陽極氧化的方式在鋁箔表面生成一層極薄的三氧化二鋁（Al2O3），此氧化物介質(zhì)層和電容器的陽極結(jié)合成一個完整的體系，兩者相互依存，不能彼此獨立；我們通常所說的電容器，其電極和電介質(zhì)是彼此獨立的。

　　（2）鋁電解電容器的陽極是表面生成Al2O3介質(zhì)層的鋁箔，陰極并非我們習慣上認為的負箔，而是電容器的電解液。

　　（3）負箔在電解電容器中起電氣引出的作用，因為作為電解電容器陰極的電解液無法直接和外電路連接，必須通過另一金屬電極和電路的其它部分構(gòu)成電氣通路。

　　（4）鋁電解電容器的陽極鋁箔、陰極鋁箔通常均為腐蝕鋁箔，實際的表面積遠遠大于其表觀表面積，這也是鋁質(zhì)電解電容器通常具有大的電容量的一個原因。由于采用具有眾多微細蝕孔的鋁箔，通常需用液態(tài)電解質(zhì)才能更有效地利用其實際電極面積。

　　（5）由于鋁電解電容器的介質(zhì)氧化膜是采用陽極氧化的方式得到的，且其厚度正比于陽極氧化所施加的電壓，所以，從原理上來說，鋁質(zhì)電解電容器的介質(zhì)層厚度可以人為地精確控制。

　　鋁電解電容器的性能特點

　　同其它類別的電容器相比，鋁電解電容器的優(yōu)越性表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　（1）單位體積所具有的電容量特別大。工作電壓越低，這方面的特點愈加突出，因此，特別適應電容器的小型化和大容量化。例如，CD26型低壓大容量鋁電解電容器的比容量約為300μF/cm3，而其它在小型化方面也頗具特色的金屬化紙介電容器的低壓片式陶瓷電容器的比容量一般不會超過2μF/cm3。

　　（2）鋁電解電容器在工作過程中具有“自愈”特性。所謂“自愈”特性是指介質(zhì)氧化膜的疵點或缺陷在電容器工作過程中隨時可以得到修復，恢復其應具有的絕緣能力，避免招致電介質(zhì)的雪崩式擊穿。

　　（3）鋁電解電容器的介質(zhì)氧化膜能夠承受非常高的電場強度。在鋁電解電容器的工作過程中，介質(zhì)氧化膜承受的電場強度約為600kV/mm，這一數(shù)值是紙介電容器的30多倍。

　　（4）可以獲得很高的額定靜電容量。低壓鋁電解電容器能夠非常方便地獲得數(shù)千乃至數(shù)萬微法的靜電容量。一般來說，電源濾波、交流旁路等用途所需的電容器只能選用電解電容器。

鋁電解電容器缺點：

　　（1）絕緣性能較差。可以這樣說，鋁電解電容器是所有類別的電容器中絕緣性能最差的。對鋁電解電容器而言，通常采用漏電流來表征其絕緣性能，高壓大容量鋁質(zhì)電解電容器的漏電流可達1mA以下。

　　（2）損耗因子較大，低壓鋁電解電容器的DF通常在10％以上。

　　（3）鋁電解電容器的溫度特性及頻率特性均較差。

　　（4）鋁電解電容器具有極性。使用在電子線路中時，鋁電解電容器的陽極要接電路中的電位高的點，陰極接電位低的點，才可能正常發(fā)揮電氣功能。如果接反了，電容器的漏電流急劇增大，芯子嚴重發(fā)熱，導致電容器失效，并有可能燃燒爆炸，損害線路板上的其它器件。

　　（5）工作電壓有一定的上限。根據(jù)鋁電解電容器介質(zhì)氧化膜的特殊生成手段，其最高工作電壓一般為500V，且發(fā)展?jié)摿κ钟邢蓿欢鴮ζ渌腔瘜W電容器而言，只要適當加厚其電介質(zhì)的厚度，理論上的工作電壓可以達到任意上限值。

　　（6）鋁電解電容器的性能容易劣化。使用經(jīng)過長期存放的鋁電解電容器，不宜突然施加額定工作電壓，而應逐漸升壓至額定電壓。

　　（7）傳統(tǒng)鋁電解電容器由于采用電解液作為陰極，在片式化方面存在較大的障礙，故其片式化進程落后于陶瓷電容器及金屬化薄膜電容器。

鋁電解電容器的電性能參數(shù)

　　鋁電解電容器的額定容量接E6系列的優(yōu)選數(shù)確定，即：　　(N=0,1,2…5)；共有6個數(shù)值：1?0，1?5，2?2，3?3，4?7，6?8。與E6系列相對應的允許偏差為±20％，但對通用的電解電容器而言，其正偏差常放寬至＋50％。

　　鋁電解電容器的損耗因子的定義為：在規(guī)定頻率的正弦電壓下，電容器所消耗的有功功率和無功功率的比值，即：

　　其中，f為正弦電壓的頻率，C為在該頻率下電解電容器串聯(lián)模型的容量，r為電解電容器的等效串聯(lián)電阻（ESR）。

　　鋁電解電容器的漏電流通常定義為施加額定工作電壓若干分鐘以后流過電容器的電流。通常，鋁電解電容器容許的最大漏電流可以用下式界定：

　　Il=KCU(μA)

　　其中，C為電容器的容量（μF），U為所施加的直流電壓值（V），K是與電容器類型有關(guān)的常數(shù)，通常的取值范圍為0.01～0.1，低漏電流的系列品也有取值小于0.002的情況。

　　額定工作電壓是指在規(guī)定的環(huán)境溫度范圍內(nèi)所能施加到電解電容器上的最大直流電壓值。按GB2472?81的規(guī)定，適用于電解電容器的額定電壓序列為：4.0,6.3,10,16,25,35,50,63,100,125,160,250,300,450,500,630。根據(jù)實際的需要，有時也用到200V及350V的產(chǎn)品。

　　鋁電解電容器面臨的挑戰(zhàn)與機遇

　　20世紀80年代，當LSI、VLSI蓬勃發(fā)展的時候，有人曾經(jīng)對電容器的前景極為悲觀，隨后的事實證明，這些看法有一些杞人憂天的味道：自上個世紀80年代中期起，電容器產(chǎn)業(yè)的年平均增長率均在20％以上，1993年全球電容器的銷售產(chǎn)值已達130億美元。鋁質(zhì)電解電容器的銷售產(chǎn)值占整個電容器產(chǎn)業(yè)的1/3多。但是，隨著電子技術(shù)及材料制造工藝的進步，傳統(tǒng)型鋁電解電容器不僅受到電子技術(shù)發(fā)展的壓力，也面臨其它類別電容器挑戰(zhàn)其龍頭老大地位的壓力。

電子技術(shù)對電容器小型化、片式化的需求，使得傳統(tǒng)鋁電解電容器產(chǎn)業(yè)倍感壓力。傳統(tǒng)鋁電解電容器采用電解液作為陰極，這使得其片式化進程受到極大的阻礙。片式化通常采用迭層結(jié)構(gòu)、樹脂包封的形式，而如何將電解液完好地密封起來一直是鋁電解電容器研發(fā)人員倍感頭痛的事。鉭電解電容器采用固態(tài)半導體材料MnO2作為陰極材料，其片式化的進展頗為迅速，已經(jīng)對鋁電解電容器構(gòu)成一定的市場威脅。

　　超大比表面積（2000m2/g～3000m2/g）炭纖維布工業(yè)化制造技術(shù)的成熟，使得近年來雙層電容器的研發(fā)與制造迅速成長，并成為極低壓和低壓鋁電解電容器的一個有力的競爭對手。EDLC可以輕而易舉地獲得法拉級的容量，其儲能密度高于鋁電解電容器，因而在儲能用的領(lǐng)域正在逐步打破鋁電解電容器的壟斷地位，并有可能后來居上。

　　金屬化紙介、金屬化薄膜電容器的出現(xiàn)，使得紙介、塑料薄膜電容器在減小體積、增大比容量方面邁出歷史性的一步。目前，金屬化紙介、金屬化薄膜電容器小型化、片式化的發(fā)展較為活躍，并向低壓小容量的鋁電解電容器發(fā)出挑戰(zhàn)。同樣，片式陶瓷電容器由于中低溫燒結(jié)技術(shù)的開發(fā)，垂直迭層工藝的發(fā)展，能夠獲得的電容量范圍也在逐步擴大，也在逐步蠶食低壓小容量鋁電解電容器所占的市場份額。

　　雖然鋁電解電容器面臨著前所未有的壓力和挑戰(zhàn)，但是也不必過于悲觀地認定鋁電解電容器已經(jīng)窮途末路，必定要退出歷史舞臺。然而新技術(shù)、新材料的發(fā)展，在給其它類別電容器帶來發(fā)展機遇的同時，也必定會為鋁電解電容器的創(chuàng)新突破打開方便之門。有機半導體材料、導電聚合物材料的出現(xiàn)及其合成技術(shù)的成熟，已經(jīng)為鋁電解電容器的更新?lián)Q代奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。將有機半導體材料、導電高分子材料用作鋁電解電容器陰極的嘗試，得到的頻率特性、溫度特性可以和片式陶瓷電容器媲美，甚至高出固態(tài)鋁電解電容器。另外，對于傳統(tǒng)型鋁電解電容器而言，在一段時間內(nèi)不可相比的容量價格比仍足以使其維持主流產(chǎn)品的地位。

電解電容器是有極性元件,在電路中不電路(負壓輸出電路)。共負極組合式電解電容器的三個電極允許反接。對于無標記的電解電容器,可用中,引線較短的是公共負極,引線較長的是兩個正極,適用于下述方法判定其正負極。電源負端接地的電路(正壓輸出電路)。 1.外觀判定2.用萬用表判定 (1)對于鋁殼電解電容器(如CD型、CDx(l)依據(jù):根據(jù)電解電容器的正向漏電電阻大于反向漏電型),與鋁殼連通的為負極。電阻的特點,判定正負極。將萬用表撥到Rxlk檔,用交換表 (2)對于CDll型小型電解電容器,可根據(jù)筆的辦法分別測正、反向漏電電…

  或者電解電容外面有一條很粗的白線，白線里面有一行負號，那邊的一級就是負極。另一邊就是正極。用表測時，按容量選檔位。4700pf左右用10k檔容量再小用表就很難測了。方法是兩表筆分別接觸兩電極，每次測時先把電容器放電。電阻大的那次黑筆接的那一極是正極。

       電容器

固體鉭電容器是1956年由美國貝樂試驗室首先研制成功的，它的性能優(yōu)異，是所有電容器中體積小而又能達到較大電容量的產(chǎn)品。鉭電容器外形多種多樣，并容易制成適于表面貼裝的小型和片型元件。適應了目前電子技術(shù)自動化和小型化發(fā)展的需要。雖然鉭原料稀缺，鉭電容價格較昂貴，但由于大量采用高比容鉭粉（30KuF.g-100KuF.V/g)，加上對電容器制造工藝的改進和完善，鉭電解電容器還是得到了迅速的發(fā)展，使用范圍日益廣泛。鉭電容器不僅在軍事通訊，航天等領(lǐng)域廣泛使用，而且使用范圍還在向工業(yè)控制，影視設(shè)備、通訊儀表等產(chǎn)品中大量使用。

作為電解電容器中的一類。廣泛應用于通信、航天和軍事工業(yè)、海底電纜和高級電子裝置、民用電器、電視機等多方面。

　　鉭電解電容器是一種用金屬鉭（Ｔa）作為陽極材料而制成的，按陽極結(jié)構(gòu)的不同可分為箔式和鉭燒粉結(jié)式兩種，在鉭粉燒結(jié)式鉭電容中，又因工作電解質(zhì)不同，分為固體電解質(zhì)的鉭電容和非固體電解質(zhì)的鉭電容。其中，固體鉭電解電容器用量大，如CA型、CA42型等。

　　鉭電解電容器的外殼上都有CA標記，但在電路中的符號與其它電解電容器符號卻是一樣。

2.鉭電解電容器常見的是：衛(wèi)星接收機高頻頭、電視機高頻頭、萬能表、數(shù)碼控制器等作為固定電容使用。

電解電容器特點一：單位體積的電容量非常大，比其它種類的電容大幾十到數(shù)百倍。

電解電容器特點二：額定的容量可以做到非常大，可以輕易做到幾萬μf甚至幾f（但不能和雙電層電容比）。

電解電容器特點三：價格比其它種類具有壓倒性優(yōu)勢，因為電解電容的組成材料都是普通的工業(yè)材料，比如鋁等等。制造電解電容的設(shè)備也都是普通的工業(yè)設(shè)備，可以大規(guī)模生產(chǎn)，成本相對比較低。

有極性電解電容器通常在電源電路或中頻、低頻電路中起電源濾波、退耦、信號耦合及時間常數(shù)設(shè)定、隔直流等作用。一般不能用于交流電源電路，在直流電源電路中作濾波電容使用時，其陽極（正極）應與電源電壓的正極端相連接，陰極（負極）與電源電壓的負極端相連接，不能接反，否則會損壞電容器。

　　無極性電解電容器通常用于音箱分頻器電路、電視機S校正電路及單相電動機的起動電路。

　　電解電容器廣泛應用于家用電器和各種電子產(chǎn)品中，其容量范圍較大，一般為1~1000μF，額定工作電壓范圍為6.3~450V。其缺點是介質(zhì)損耗、容量誤差較大（最大允許偏差為+100%、-20%），耐高溫性較差，存放時間長容易失效。

　　電解電容的極性，注意觀察在電解電容的側(cè)面有“—”，是負極，如果電解電容上沒有標明正負極，也可以根據(jù)它的引腳的長短來判斷，長腳為正極，短腳為負極。