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1、談談電解電容器及其應用和發(fā)展湯國平(西安電子科技大學技術物理學院050841班學號:05084009)摘要:電解電容器是固式電容器中的一種。目前我們常見的電解電容器有三大類,即鋁電解電容器、鈮電解電容器和鉭電解電容器。一般的固定電容器是用兩片同種金屬材料作為極板,而電解電容器的兩極板則是用不同的材料做成的。①電解電容器的工作介質是一層極薄的金屬氧化膜,它生長在某種金屬上,而這個生長有氧化膜的金屬為電容器的陽極,它與電路的正極相接。電解電容器的陰極是電解質。電解電容器的應用十分廣泛,主要用于整流濾波、音
2、頻旁路、電源退耦等電路。當前電子技術無論在深度或廣度上都在迅猛向前發(fā)展,電解電容器作為電子元件的重要元件之一,有舉足輕重的地位。關鍵詞:電解電容器有極性電解電容器無極性電解電容器電解電容器的應用電解電容器的發(fā)展一、引言:電解電容器與其它類型電容器相比,有許多顯著的區(qū)別。電解電容器的工作介質很?。ㄒ话憧稍?0-2~10-3微米),而且極板面積可以擴大,所以其比率電容較其它電容器大,在工作電壓低時尤為突出。由于電解電容器的比率電容大,目前只有它能提供最大的額定電容量。②電解電容器有極性,使用時必須將其陽極
3、接電源正極,其陰極接電源負極,否則會造成漏電流大,致使電容器損壞。電解電容器的絕緣質量差。電解電容器以其體積小和電容量大,在電子線路中占有重要的地位,但也要承認,它的漏電流較大和容量穩(wěn)定性較差,也使它在應用中受到一定限制。小尺寸、大容量、長壽命、耐高溫、低等效串聯(lián)電阻等仍是電解電容器的發(fā)展方向。二、電解電容器的結構特點和性能分析1、對于電解電容,以下是衡量品質的幾個主要指標。③電壓:直流額定耐壓值。峰值電壓:能承受的直流電壓尖峰值。容量:電解電容的電容量。偏差:容量的正負偏差值。漏流:在額定耐壓下的漏
4、電流值。紋波電流:一定溫度下(比如40℃)時120Hz頻率下的允許紋波電流,等效為電解電容的內阻。壽命:在一定溫度下(比如85℃)電容不失效的工作時間。溫度:工作溫度范圍(比如-55~+105℃)。2、電解電容器按照引腳有無極性劃分為兩種,一是無極性電解電容,二是有極性電解電容。按照材料劃分,則有鋁電解電容、鉭電解電容、鈮電解電容。在無極性電解電容中,按照用途劃分,又有分頻電容、S校正電容、普通無極性電解電容。④⑴有極性電解電容器的結構如圖1所示。圖a是電解電容外殼結構示意圖,圖b是功能結構示意圖。圖
5、1有極性電解電容結構示意圖a)內部結構b)功能結構如圖a所示,這是一個鋁電解電容,分別用兩層鋁箔作為電容器的正負極板,在這正負極板上分別引出正負極性的引腳,在鋁箔之間用電解紙隔開,然后將整個鋁箔緊緊地卷繞起來,浸漬工作電解質(大多數為糊狀液體),再用外殼密封起來。如圖b所示,這種電解電容的介質就是氧化膜,它類似PN結,具有單向導電性。當電解電容的正極引腳接高電位,負極引腳接地電位時,氧化膜處于阻流狀態(tài),正負極板之間電流很小,電解電容正常工作。當負極接高電位、正極接低電位時,氧化膜處于通流狀態(tài),像PN結
6、正向導通一樣,兩極板之間電流很大,將失去電容器的作用。請注意,嚴重時還會發(fā)生爆炸。⑵無極性電解電容結構電解電容具有體積小、電容量大、成本低的優(yōu)點,但由于它的兩根引腳有正負極性之分,使它的使用范圍受到了限制,而無極性電容可克服這一不足。無極性電解電容又稱雙極性電解電容,圖2是它的功能結構示意圖。圖2無極性電解電容的功能結構示意圖從圖中可以看出,這種電解電容有兩個氧化膜,且兩個氧化膜一個為nip,另一個為pin,這樣無論正極1還是負極2加有高電位,另一個引腳加有低電位時,兩個氧化膜始終是一個處于通流狀態(tài),
7、另一個處于阻流狀態(tài),使兩極板之間無大電流流過。由于采用了雙氧化膜結構,使電解電容的引腳變成了無極性,同時又保留了電解電容的一些優(yōu)點。3、電解電容器與其他類型電容器相比有明顯的不同,大致有三點:⑴電解電容器的工作介質是在一些金屬(如鋁、鉭、鈮之類)表面所生成都一層極薄的金屬氧化膜,此層氧化膜介質完全與組成電容器的電極一端結合成一個整體,不能單獨存在。而我們通常所認識的電容器介質則是由一種獨立制造的絕緣材料(如電容器紙、有機薄膜、云母片和陶瓷片等)所構成,且需另加電極。⑵電解電容器中生成氧化膜介質的金屬是
8、電容器的一個電極稱為陽極,在極性電解電容器中是接入電路中應用時的正極。電容器的另一極并非金屬,而是所謂的“電解質”,它也可以為液體,也可是糊狀、凝膠或者是固體,這是使電容器獲得極高的工作電場強度以及保持產品工作可靠的必要條件,這一極稱為電容器的陰極。⑶為了使陰極能與外界電路相連接,又另以一金屬與電解質相接觸,這是電容器接入電路時的負極,僅起引出陰極的作用。4、電解電容器的主要特性有以下兩點:一是漏電比較大,即漏電阻較?。欢谴笕萘康碾娊怆娙莞哳l特性不好。