中文名 | 鋁電解電容 | 外文名 | Aluminium electrolytic capacitor |
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負(fù)????極 | 鋁圓筒 | 正????極 | 鋁帶 |
介????質(zhì) | 正極片上形成一層氧化膜 | 特????點(diǎn) | 容量大,但是漏電大,穩(wěn)定性差 |
用????途 | 電源濾波或者低頻電路中 |
鋁電解電容選型要點(diǎn)
鋁電解電容本體上標(biāo)有的容量和耐壓,這兩個(gè)參數(shù)是很重要,是選用電容最基本的內(nèi)容。在實(shí)際電容選型中,對(duì)電流變化節(jié)奏快的地方要用容量較大的電容,但并非容量越大越好,首先,容量增大,成本和體積可能會(huì)上升,另外,電容越大充電電流就越大,充電時(shí)間也會(huì)越長(zhǎng)。這些都是實(shí)際應(yīng)用選型中要考慮的。
額定工作電壓:在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi),電容長(zhǎng)期可靠地工作,它能承受的最大直流電壓。在交流電路中,要注意所加的交流電壓最大值不能超過(guò)電容的直流工作電壓值。常用的固定電容工作電壓有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、200V、250V、400V、450V、475V、500V、600V、630V。電容在電路中實(shí)際要承受的電壓不能超過(guò)它的耐壓值。
在濾波電路中,電容的耐壓值不要小于交流有效值的1.42倍。另外還要注意的一個(gè)問(wèn)題是工作電壓裕量,一般來(lái)說(shuō)要在15%以上。
讓電容器的額定電壓具有較多的余裕,能降低內(nèi)阻、降低漏電流、降低損失角、增加壽命。雖然說(shuō), 48V的工作電壓使用50V的鋁電解電容短時(shí)間不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,但使用久了,壽命就有可能降低。
電容器在電場(chǎng)作用下消耗的能量,通常用損耗功率和電容器的無(wú)功功率之比,即損耗角的正切值表示(在電容器的等效電路中,串聯(lián)等效電阻ESR 同容抗 1/ωC 之比稱之為 Tan δ,這里的 ESR 是在 120Hz 下計(jì)算獲得的值。顯然,Tan δ隨著測(cè)量頻率的增加而變大,隨測(cè)量溫度的下降而增大)。損耗角越大,電容器的損耗越大,損耗角大的電容不適于高頻情況下工作。散逸因數(shù)dissipationfactor(DF)存在于所有電容器中,有時(shí)DF值會(huì)以損失角tanδ表示。此參數(shù)愈低愈好。但鋁電解電容此參數(shù)比較高。
DF值是高還是低,就同一品牌、同一系列的電容器來(lái)說(shuō),與溫度、容量、電壓、頻率……都有關(guān)系;當(dāng)容量相同時(shí),耐壓愈高的DF值就愈低。此外溫度愈高DF值愈高,頻率愈高DF值也會(huì)愈高。
外型尺寸與重量及接腳型態(tài)相關(guān)。single ended是徑向引線式,screw是鎖螺絲式,另外還有貼片鋁電解電容等。至於重量,同容量同耐壓,但品牌不同的兩個(gè)電容做比較,重量一定不同;而外型尺寸更與外殼規(guī)劃有關(guān)。一般來(lái)說(shuō),直徑相同、容量相同的電容,高度低的可以代用高度大的電容,但是長(zhǎng)度高的替代低的電容時(shí)就要考慮機(jī)構(gòu)干涉問(wèn)題。
也稱作漣波電流和漣波電壓,其實(shí)就是 ripple current,ripple voltage。含義就是電容器所能耐受紋波電流/電壓值。紋波電壓等于紋波電流與ESR的乘積。
當(dāng)紋波電流增大的時(shí)候,即使在ESR保持不變的情況下,紋波電壓也會(huì)成倍提高。換言之,當(dāng)紋波電壓增大時(shí),紋波電流也隨之增大,這也是要求電容具備更低 ESR 值的原因。疊加入紋波電流后,由于電容內(nèi)部的等效串連電阻(ESR)引起發(fā)熱,從而影響到電容器的使用壽命。一般的,紋波電流與頻率成正比,因此低頻時(shí)紋波電流也比較低。
額定紋波電流是在最高工作溫度條件下定義的數(shù)值。而實(shí)際應(yīng)用中電容的紋波承受度還跟其使用環(huán)境溫度及電容自身溫度等級(jí)有關(guān)。規(guī)格書(shū)目通常會(huì)提供一個(gè)在特定溫度條件下各溫度等級(jí)電容所能夠承受的最大紋波電流。甚至提供一個(gè)詳細(xì)圖表以幫助使用者迅速查找到在一定環(huán)境溫度條件下要達(dá)到某期望使用壽命所允許的電容紋波量。
一只電容器會(huì)因其構(gòu)造而產(chǎn)生各種阻抗、感抗。ESR等效串聯(lián)電阻及ESL等效串聯(lián)電感是一對(duì)重要參數(shù)─這就是容抗的基礎(chǔ)。一個(gè)等效串聯(lián)電阻(ESR)很小的電容相對(duì)較大容量的外部電容能很好地吸收快速轉(zhuǎn)換時(shí)的峰值(紋波)電流。用 ESR 大的電容并聯(lián)更具成本效益。然而,這需要在 PCB 面積、器件數(shù)目與成本之間尋求折衷。
具體看是什么型號(hào)的
推薦一下國(guó)產(chǎn)質(zhì)量好、性價(jià)比高的鋁電解電容廠家。
鋁電解電容器,又稱電容,是一種儲(chǔ)能元件,其結(jié)構(gòu)可分為固定電容器、半可變電容器、可變電容器三種,它的特點(diǎn)是容量大,但是漏電大,誤差大,穩(wěn)定性差,常用作交流旁路和濾波,在要求不高時(shí)也用于信號(hào)耦合。電容器是...
電極
鋁電解電容應(yīng)用發(fā)展情況
全球鋁電解電容供應(yīng)市場(chǎng)日趨成熟,主要集中在日本、中國(guó)大陸、臺(tái)灣地區(qū)以及韓國(guó)等地區(qū)。從近幾年的行業(yè)總體競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看,日本的電解電容的生產(chǎn)量開(kāi)始逐漸萎縮減產(chǎn),取而代之的是走韓國(guó)企業(yè),臺(tái)灣企業(yè),中國(guó)大陸企業(yè)。鋁電解電容這種產(chǎn)品在1978年之前,在中國(guó)大陸當(dāng)時(shí)算是高新技術(shù)產(chǎn)品,而經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展,鋁電解電容這種產(chǎn)品對(duì)于國(guó)內(nèi)鋁電解電容的生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)已不屬于高新技術(shù)產(chǎn)品了。從技術(shù)的角度來(lái)看,國(guó)內(nèi)某些知名品牌所生產(chǎn)的電容已完全可以取代國(guó)外的電容。
2010年全球產(chǎn)值為52億美元,過(guò)去7年的平均增長(zhǎng)率為4%-5%,預(yù)計(jì)到2012年能達(dá)到55億美元的市場(chǎng)規(guī)模,至2015年達(dá)到60億美元左右。從全球鋁電解電容交貨期看,2010年以來(lái)出現(xiàn)了明顯的延長(zhǎng)現(xiàn)象,這在很大程度上暗示著行業(yè)正在步入快速增長(zhǎng)通道。
受成本上行壓力和下游需求朝中國(guó)轉(zhuǎn)移的影響,近幾年來(lái),海外知名鋁電解電容制造商紛紛來(lái)中國(guó)大陸投資建廠。除Rubycon還沒(méi)有選好地點(diǎn)之外,其余全球知名的鋁電容制造商都在中國(guó)設(shè)立了生產(chǎn)基地,中國(guó)也理所當(dāng)然地成為了全球最大鋁電解電容的市場(chǎng),份額占比保持穩(wěn)步上升。鋁電解電容在傳統(tǒng)消費(fèi)電子領(lǐng)域穩(wěn)步增長(zhǎng)的同時(shí),其應(yīng)用領(lǐng)域隨著結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與技術(shù)進(jìn)步在節(jié)能燈、變頻、新能源等諸多新興領(lǐng)域得以拓展。國(guó)家“十二五”規(guī)劃中明確提出:推進(jìn)大中小城市交通、通信、供電、給排水等基礎(chǔ)設(shè)施一體化建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。這些新興領(lǐng)域的發(fā)展將拓展新材料產(chǎn)品的需求空間,而作為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)的中國(guó)鋁電解電容行業(yè)也將獲得巨大的發(fā)展空間
鋁電解電容漏電流
電容器的介質(zhì)對(duì)直流電流具有很大的阻礙作用。然而,由于鋁膜上有一層還有水分的凝膠狀物質(zhì),在施加電壓時(shí),重新形成的以及修復(fù)氧化膜的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一種很小的稱之為漏電流的電流。通常,漏電流會(huì)隨著溫度和電壓的升高而增大。它的計(jì)算公式大致是:I=K×CV。漏電流I的單位是μA,K是常數(shù)。一般來(lái)說(shuō),電容器容量愈高,漏電流就愈大。從公式可得知額定電壓愈高,漏電流也愈大,因此降低工作電壓亦可降低漏電流。
在特定的頻率下,阻礙交流電流通過(guò)的電阻即為所謂的阻抗。它與電容等效電路中的電容值、電感值密切相關(guān),且與 ESR也有關(guān)系。電容的容抗在低頻率范圍內(nèi)隨著頻率的增加逐步減小,頻率繼續(xù)增加達(dá)到中頻范圍時(shí)電抗降至ESR的值。當(dāng)頻率達(dá)到高頻范圍時(shí)感抗變?yōu)橹鲗?dǎo),所以阻抗是隨著頻率的增加而增加。
開(kāi)關(guān)電源中的輸出濾波電解電容器,其鋸齒波電壓頻率高達(dá)數(shù)十kHz,甚至是數(shù)十MHz,這時(shí)電容量并不是其主要指標(biāo),衡量高頻鋁電解電容優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是“阻抗-頻率”特性,要求在開(kāi)關(guān)電源的工作頻率內(nèi)要有較低的等效阻抗,同時(shí)對(duì)于半導(dǎo)體器件工作時(shí)產(chǎn)生的高頻尖峰信號(hào)具有良好的濾波作用。
鋁電解電容壽命
首先要明確一點(diǎn),鋁電解電容一定會(huì)壞,只是時(shí)間問(wèn)題。影響電容壽命的原因有很多,過(guò)電壓,逆電壓,高溫,急速充放電等等,正常使用的情況下,最大的影響就是溫度,因?yàn)闇囟仍礁唠娊庖旱膿]發(fā)損耗越快。需要注意的是這里的溫度不是指環(huán)境或表面溫度,是指鋁箔工作溫度。廠商通常會(huì)將電容壽命和測(cè)試溫度標(biāo)注在電容本體。
因電容的工作溫度每增高10℃壽命減半,所以不要以為2000小時(shí)壽命的鋁電解電容就比1000小時(shí)的好,要注意確認(rèn)壽命的測(cè)試溫度。每個(gè)廠商都有溫度和壽命的計(jì)算公式,在設(shè)計(jì)電容時(shí)要參照實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。需要了解的是要提高鋁電解電容的壽命,第一要降低工作溫度,在PCB上遠(yuǎn)離熱源,第二考慮使用最高工作溫度高的電容,當(dāng)然價(jià)格也會(huì)高一些。
電解電容在電路中實(shí)際要承受的電壓不能超過(guò)它的耐壓值。在濾波電路中,電容的耐壓值不要小于交流有效值的1.42倍。使用電解電容的時(shí)候,還要注意正負(fù)極不要接反。不同電路應(yīng)該選用不同種類(lèi)的電容??窕芈房梢赃x用云母、高頻陶瓷電容,隔直流可以選用紙介、滌綸、云母、電解、陶瓷等電容,濾波可以選用電解電容,旁路可以選用滌綸、紙介、陶瓷、電解等電容。電容在裝入電路前要檢查它有沒(méi)有短路、斷路和漏電等現(xiàn)象,并且核對(duì)它的電容值。安裝的時(shí)候,要使電容的類(lèi)別、容量、耐壓等符號(hào)容易看到,以便核實(shí)。
壽命估算(life expectancy):電解電容在最高工作溫度下,可持續(xù)動(dòng)作的時(shí)間。
lx=lo*2(to-ta)/10
lx=實(shí)際工作壽命
lo=保證壽命
to=最高工作溫度(85℃105℃)
ta=電容器實(shí)際工作周?chē)鷾囟?
example:規(guī)范值105℃/1000hrs
65℃壽命推估:lx=1000*2(105-65)/10
實(shí)際工作壽命:8000hrs
高溫負(fù)荷壽命(load life)將電解電容器在最高工作溫度下,印加額定工作電壓,經(jīng)一持續(xù)規(guī)定完成時(shí)間后,須符合下列變化:δcap:試驗(yàn)前之值的20%以內(nèi)。
需要提醒大家的是,鋁電解電容的使用壽命,實(shí)際的需要參照原廠給出的壽命計(jì)算公式,切記 。
電解電容器特點(diǎn)一:?jiǎn)挝惑w積的電容量非常大,比其它種類(lèi)的電容大幾十到數(shù)百倍。
電解電容器特點(diǎn)二:額定的容量可以做到非常大,可以輕易做到幾萬(wàn)μf甚至幾f(但不能和雙電層電容比)。
電解電容器特點(diǎn)三:價(jià)格比其它種類(lèi)具有壓倒性優(yōu)勢(shì),因?yàn)殡娊怆娙莸慕M成材料都是普通的工業(yè)材料,比如鋁等等。制造鋁電解電容的設(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(duì)比較低。
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首先,以BUCK電路為例介紹了開(kāi)關(guān)電源的工作原理;然后,分析了鋁電解電容在開(kāi)關(guān)電源中的用途和鋁電解電容的特點(diǎn);最后,在分析鋁電解電容的等效電路模型和性能退化的原因和過(guò)程的基礎(chǔ)上,研究了鋁電解電容的熱設(shè)計(jì)和振動(dòng)因素對(duì)于開(kāi)關(guān)電源的可靠性的影響.
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黑金剛鋁電解電容產(chǎn)品型號(hào)體系
貼片鋁電解電容的兩個(gè)電極分別接在電源的正、負(fù)極上,過(guò)一會(huì)兒即使把電源斷開(kāi),兩個(gè)引腳間仍然會(huì)有殘留電壓,我們說(shuō)貼片鋁電解電容儲(chǔ)存了電荷。貼片鋁電解電容極板間建立起電壓,積蓄起電能,這個(gè)過(guò)程稱為貼片鋁電解電容的充電。充好電的貼片鋁電解電容兩端有一定的電壓。貼片鋁電解電容儲(chǔ)存的電荷向電路釋放的過(guò)程,稱為貼片鋁電解電容的放電。
貼片鋁電解電容降壓原理
阻容降壓原理圖工作原理是利用電容在一定的交流信號(hào)頻率下產(chǎn)生的容抗來(lái)限制最大工作電流。例如,在50Hz的工頻條件下,一個(gè)1uF的電容所產(chǎn)生的容抗約為3180歐姆。當(dāng)220V的交流電壓加在電容器的兩端,則流過(guò)電容的最大電流約為70mA。雖然流過(guò)電容的電流有70mA,但在電容器上并不產(chǎn)生功耗,因?yàn)槿绻娙菔且粋€(gè)理想電容,則流過(guò)電容的電流為虛部電流,它所作的功為無(wú)功功率。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn),我們?nèi)绻谝粋€(gè)1uF的電容器上再串聯(lián)一個(gè)阻性元件,則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產(chǎn)生的功耗完全取決于這個(gè)阻性元件的特性。
例如,我們將一個(gè)110V/8W的燈泡與一個(gè)1uF的電容串聯(lián),在接到220V/50Hz的交流電壓上,燈泡被點(diǎn)亮,發(fā)出正常的亮度而不會(huì)被燒毀。因?yàn)?10V/8W的燈泡所需的電流為8W/110V=72mA,它與1uF電容所產(chǎn)生的限流特性相吻合。同理,我們也可以將5W/65V的燈泡與1uF電容串聯(lián)接到220V/50Hz的交流電上,燈泡同樣會(huì)被點(diǎn)亮,而不會(huì)被燒毀。因?yàn)?W/65V的燈泡的工作電流也約為70mA。因此,電容降壓實(shí)際上是利用容抗限流。而電容器實(shí)際上起到一個(gè)限制電流和動(dòng)態(tài)分配電容器和負(fù)載兩端電壓的角色。
采用電容降壓時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1、根據(jù)負(fù)載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當(dāng)?shù)碾娙?而不是依據(jù)負(fù)載的電壓和功率。
2、限流貼片鋁電解電容必須采用無(wú)極性電容,絕對(duì)不能采用電解電容。而且電容的耐壓須在400V以上。最理想的電容為鐵殼油浸電容。
3、電容降壓不能用于大功率條件,因?yàn)椴话踩?
4、電容降壓不適合動(dòng)態(tài)負(fù)載條件。
5、同樣,電容降壓不適合容性和感性負(fù)載。
6、當(dāng)需要直流工作時(shí),盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流, 因?yàn)槿ㄕ鳟a(chǎn)生浮置的地,并在零線和火線之間產(chǎn)生高壓,造成人體觸電傷害。而且要滿足恒定負(fù)載的條件。
器件選擇
1、電路設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)先測(cè)定負(fù)載電流的準(zhǔn)確值,然后參考示例來(lái)選擇降壓電容器的容量。因?yàn)橥ㄟ^(guò)降壓電容C1向負(fù)載提供的電流Io,實(shí)際上是流過(guò)C1的充放電電流Ic。C1容量越大,容抗Xc越小,則流經(jīng)C1的充、放電電流越大。當(dāng)負(fù)載電流Io小于C1的充放電電流時(shí),多余的電流就會(huì)流過(guò)穩(wěn)壓管,若穩(wěn)壓管的最大允許電流Idmax小于Ic-Io時(shí)易造成穩(wěn)壓管燒毀。
2、為保證C1可靠工作,其耐壓選擇應(yīng)大于兩倍的電源電壓。
3、泄放電阻R1的選擇必須保證在要求的時(shí)間內(nèi)泄放掉C1上的電荷。
鋁電解電容器應(yīng)用發(fā)展
目前全球鋁電解電容器供應(yīng)市場(chǎng)日趨成熟,主要集中在日本、中國(guó)大陸、臺(tái)灣地區(qū)以及韓國(guó)等地區(qū)。從近幾年的行業(yè)總體競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看,日本的電解電容器生產(chǎn)量開(kāi)始逐漸萎縮減產(chǎn),取而代之的是韓國(guó)企業(yè),臺(tái)灣企業(yè),中國(guó)大陸企業(yè)。鋁電解電容器這種產(chǎn)品在1978年之前,在中國(guó)大陸當(dāng)時(shí)算是高新技術(shù)產(chǎn)品,而經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展,鋁電解電容器這種產(chǎn)品對(duì)于國(guó)內(nèi)鋁電解電容器的生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)已不屬于高新技術(shù)產(chǎn)品了。從技術(shù)的角度來(lái)看,國(guó)內(nèi)某些知名品牌所生產(chǎn)的電容器已完全可以取代國(guó)外的電容器。
據(jù)《2013-2017年中國(guó)鋁電解電容器行業(yè)發(fā)展前景與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示2010年全球產(chǎn)值為52億美元,過(guò)去7年的平均增長(zhǎng)率為4%-5%,預(yù)計(jì)到2012年能達(dá)到55億美元的市場(chǎng)規(guī)模,至2015年達(dá)到60億美元左右。從全球鋁電解電容器交貨期看,2010年以來(lái)出現(xiàn)了明顯的延長(zhǎng)現(xiàn)象,這在很大程度上暗示著行業(yè)正在步入快速增長(zhǎng)通道。
受成本上行壓力和下游需求朝中國(guó)轉(zhuǎn)移的影響,近幾年來(lái),海外知名鋁電解電容器制造商紛紛來(lái)中國(guó)大陸投資建廠。鋁電解電容器在傳統(tǒng)消費(fèi)電子領(lǐng)域穩(wěn)步增長(zhǎng)的同時(shí),其應(yīng)用領(lǐng)域隨著結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與技術(shù)進(jìn)步在節(jié)能燈、變頻器、新能源等諸多新興領(lǐng)域得以拓展。國(guó)家"十二五"規(guī)劃中明確提出:推進(jìn)大中小城市交通、通信、供電、給排水等基礎(chǔ)設(shè)施一體化建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。這些新興領(lǐng)域的發(fā)展將拓展新材料產(chǎn)品的需求空間,而作為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)的中國(guó)鋁電解電容器行業(yè)也將獲得巨大的發(fā)展空間。
鋁電解電容器在電子線路中的基本作用一般概括為:通交流、阻直流,具有濾波、旁路、耦合和快速充放電的功能,并具有體積小、儲(chǔ)存電量大、性價(jià)比高的特性。隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步與電容器性能的不斷提高,鋁電解電容器已廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品、通信產(chǎn)品、電腦及周邊產(chǎn)品、新能源、自動(dòng)化控制、汽車(chē)工業(yè)、光電產(chǎn)品、高速鐵路與航空及軍事裝備等。
鋁電解電容器根據(jù)電解質(zhì)形態(tài)的不同可劃分為液態(tài)鋁電解電容器和固態(tài)鋁電解電容器;按引出方式的不同可分為引線式、焊針式、焊片式、螺栓式、貼片式等五種。按應(yīng)用領(lǐng)域的不同鋁電解電容器分為消費(fèi)類(lèi)、工業(yè)類(lèi)和特種應(yīng)用鋁電解電容器,消費(fèi)類(lèi)鋁電解電容器主要用于節(jié)能照明、電視機(jī)、顯示器、計(jì)算機(jī)及空調(diào)等消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng);工業(yè)類(lèi)鋁電解電容器主要用于工業(yè)和通訊電源、專(zhuān)業(yè)變頻器、數(shù)控和伺服系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電及汽車(chē)等工業(yè)領(lǐng)域;特種鋁電解電容器主要應(yīng)用于軍事、航空航天以及其他特殊領(lǐng)域。
11月以來(lái),臺(tái)灣鋁電解電容公司股價(jià)均大幅上漲,其中龍頭立隆電子漲幅25.96%,其它廠商鈺邦、智寶、金山電、凱美漲幅分別為34.42%、85.57%、25.88%、127.06%;上游電極箔廠商立敦漲幅70.74%。全球鋁電解電容龍頭日系廠商N(yùn)ippon Chemi-con近一年股價(jià)最高漲幅80%,至今漲幅超過(guò)40%;全齊第二大鋁電解電容器廠商N(yùn)ichicon近一年股價(jià)最高漲幅48%,至今漲幅35%