😋Электролитические конденсаторы следует называть электролитическими конденсаторами, потому что одним из электрических каскадов таких конденсаторов является не металл, а электролит или оксид металла. Короче говоря, проводящими носителями этого электрода являются уже не электроны, а ионы. Это основная характеристика электролитических конденсаторов. В настоящее время. По характеристикам электродов электролитические конденсаторы в основном включают алюминиевые электролитические конденсаторы, танталовые, ниобиевые электролитические конденсаторы и полимерные электролитические конденсаторы. Электролитические конденсаторы являются наиболее широко используемым типом конденсаторов в электронных схемах, а также типом конденсаторов, которые сталкиваются с наибольшим количеством проблем в приложениях. Поэтому можно сказать, что электролитические конденсаторы являются вечной темой исследований. Эта статья представляет собой Введение электролитических конденсатор.

1.1 Обзор-Введение электролитических конденсатор

С развитием времени алюминиевые электролитические конденсаторы прошли первичную стадию. Сегодня кажется, что есть огромный объем, максимальная рабочая температура 55 ° C разработана для миниатюризации электролитических конденсаторов, снижения ESR, высокого пульсирующего тока, выдерживает высокую температуру 150 ° C и максимальная емкость достигает уровня Фарада, поверхностного монтажа и других новых функций. Алюминиевые электролитические конденсаторы больше не предназначены только для выпрямления, фильтрации и связи по переменному току. Алюминиевые электролитические конденсаторы вошли во все уголки электронных схем и отвечают за выпрямление, фильтрацию, байпасирование и высокочастотное выпрямление и фильтрацию силовых электронных цепей. Обход электронной схемы волнового тока.

😛В полях, куда не могут попасть алюминиевые электролитические конденсаторы, роль алюминиевых электролитических конденсаторов играют танталовые электролитические конденсаторы, которые обладают хорошими высокочастотными характеристиками, низким ESR, выдерживают относительно большие пульсирующие токи.

Долгий срок службы и стабильная работа. Танталовые электролитические конденсаторы также развились от простой формы года до сверхнизкого ESR с несколькими анодами, которые могут выдерживать более высокие пульсирующие токи; полимерные танталовые электролитические конденсаторы имеют самый низкий ESR в области электролитических конденсаторов. Форма с твердым катодом позволяет легко реализовать танталовые электролитические конденсаторы в форме для поверхностного монтажа, что вносит выдающийся вклад в миниатюризацию электронных схем.

😝Одним из самых больших недостатков алюминиевых электролитических конденсаторов является высокое ESR. После использования полимерных отрицательных электродов ESR алюминиевых электролитических конденсаторов можно уменьшить на 1-2 порядка, что позволяет выдерживать более высокие пульсирующие токи и значительно увеличивает срок службы.

1.1.1 Потребность в большой емкости приводит к электролитическим конденсатор.

🥳Одно из основных применений конденсаторов — сглаживание пульсирующего постоянного тока в плавный постоянный ток в процессе промышленного выпрямления (этот процесс также можно назвать фильтрацией). Например, при преобразовании синусоидального переменного тока в постоянный для сглаживания выпрямленного постоянного тока обычно требуется конденсаторная фильтрация, а переменная составляющая в пульсирующем постоянном токе «закорачивается» с конденсатором. Однако для сглаживания пульсирующего напряжения от нуля до пикового значения (в 1,414 раза превышающего среднеквадратичное значение) до почти плавного постоянного напряжения требуется конденсатор с большой емкостью. Насколько большой конденсатор? Возьмем, к примеру, однофазный мостовой выпрямитель в цепи конденсаторного входного фильтра, как правило, каждый выпрямительный диод может быть включен только примерно на 3 мс для подачи питания на выход, а оставшееся время выход питается от фильтрующего конденсатора. 7 мс или около того. В это время запас энергии конденсатора будет колебаться примерно на 20%, то есть каждые полцикла мощности конденсатора обеспечивает накопление 20% энергии на выходе, что соответствует 70% выходной мощности. В 1 с конденсатору требуется энергия, подводимая к выходу, равна

Введение электролитических конденсатор

Когда частота 50 Гц,

Введение электролитических конденсатор

🎄Принимая пиковое значение выходного напряжения прямого выпрямления на входе переменного тока 220 В около 300 В и подавая питание на нагрузку 100 Вт в качестве примера, требуемая емкость составляет

Введение электролитических конденсатор

Емкость около 80 мкФ, а объем и цена пленочного конденсатора 80 мкФ/400 В неприемлемы.

🌳Другой пример 15/1А (выпрямитель должен иметь напряжение 20В перед схемой регулятора напряжения, а мощность 20Вт) сколько конденсатора фильтра нужно выпрямителю?

Введение электролитических конденсатор

Пленочный конденсатор 3300 мкФ/25 В был бы заоблачным.

💐По вышеуказанным причинам необходимо искать конденсатор с большой емкостью, малым объемом и низкой ценой. В первой половине прошлого века, когда технология изготовления конденсаторов была не очень развита, требовались конденсаторы большой емкости. В первой половине прошлого века, когда технология изготовления конденсаторов была не очень развита, получение конденсаторов большой емкости, пленочных конденсаторов и керамических конденсаторов было бы чрезвычайно дорого в реализации и не могло быть введено в эксплуатацию. Следовательно, необходимо найти другой способ реализации конденсатора с высокой емкостью.

Люди, естественно, думают о способах увеличения площади поверхности пластин конденсатора, например, о шероховатости поверхности пластин или о том, чтобы пластины были пористыми, как губка. Следующий вопрос: когда одна пластина становится шероховатой или пористой, как сделать так, чтобы другая пластина плотно прилегала к ней и прослаивалась диэлектрическим материалом одинаковой толщины и текстуры. Эти технические требования практически невыполнимы для обычных пленочных конденсаторов и керамических конденсаторов. Следовательно, необходимо искать среду и форму электрода, которые удовлетворяют этому требованию, и электролитические конденсаторы появляются, как того требует время, в соответствии с этим техническим и рыночным спросом.

1.1.2 Получение тонких диэлектрических пленок

🌞Первая проблема электролитических конденсаторов — как получить диэлектрическую пленку с однородной толщиной и текстурой, тесно сочетающуюся с шероховатыми электродами. Одним из наиболее часто используемых металлов в быту является алюминий. Для повышения поверхностной твердости и износостойкости алюминия обычно проводят анодирование поверхности алюминия. Поверхностная твердость увеличивается за счет увеличения толщины пленки оксида алюминия. Твердый оксид алюминия является хорошим изолятором и имеет очень высокую диэлектрическую проницаемость (около 8). Диэлектрическая прочность также очень высока (около 80 х В). Так что, безусловно, это хороший диэлектрический материал.

Пленка оксида алюминия с одинаковой толщиной и текстурой может быть получена в форме анодирования, а толщину пленки оксида алюминия можно точно контролировать, контролируя напряжение анодирования. Даже электроды с шероховатой поверхностью не повлияют на толщину и однородность текстуры пленки оксида алюминия, и она будет находиться в тесном контакте с алюминием. Это заложило самый прочный первый шаг к реализации алюминиевых электролитических конденсаторов.

🍀Помимо алюминия, металлы, которые могут образовывать оксидные диэлектрики на металлических поверхностях методами анодирования, включают тантал, ниобий и титан, которые в совокупности называются вентильными металлами. Таким образом, можно использовать характеристики формирования плотной оксидной пленки на поверхности алюминия или метода анодирования тантала, а оксид алюминия и оксидную пленку тантала можно использовать для формирования изолирующей среды, поскольку используется оксид алюминия. Оксид тантала обладает высокой диэлектрической прочностью и большим относительным коэффициентом диэлектрической проницаемости (относительный коэффициент диэлектрической проницаемости составляет около 8 для оксида алюминия и около 20 для оксида тантала, что намного выше, чем коэффициент диэлектрической проницаемости обычных тонких пленок, равный 2~3). Метод погружения заставляет отрицательный электрод из диоксида марганца и другие формы отрицательного электрода, такие как полимер с высокой проводимостью и среду, находящуюся в тесном контакте с положительным электродом, также образовывать тесный контакт. следовательно. Оксиды металлов, такие как пятиокись титана и пятиокись ниобия, также могут быть хорошими диэлектриками для конденсаторов.

1.1.3 Приобретение шероховатых электродов

🐚Грубая поверхность электрода является основным методом электролитических конденсаторов для достижения большой емкости. Алюминий обладает хорошей пластичностью, поэтому алюминиевую фольгу можно использовать в качестве электрода алюминиевого электролитического конденсатора. Протравленная фольга, которая разъедает положительную алюминиевую фольгу до очень шероховатой поверхности, показана на рис. 5.1.

Введение электролитических конденсатор

За исключением алюминия, который обладает хорошей пластичностью, другие вентильные металлы твердые и гораздо менее пластичные, чем алюминий. Поэтому, чтобы использовать оставшийся вентильный металл для формирования электролитического конденсатора, обычно необходимо вдавить вентильный металл в виде частиц в пористый металлический блок, аналогичный пенопласту в повседневной жизни, и спечь его. Структура спеченного пористого блока также может быть максимально увеличена. площадь поверхности.

1.1.4 Как получить отрицательный электрод

🌈Только за счет увеличения площади шероховатой поверхности положительного электрода и металлического отрицательного электрода фактически нельзя увеличить эффективную площадь электродной пластины. Только электродная пластина отрицательного электрода такая же шероховатая, как и положительный электрод, а поверхности двух электродов находятся в тесном контакте друг с другом, может быть достигнуто эффективное увеличение площади электродной пластины. Если это было бы невозможно с обычными твердыми металлическими электродами. Чтобы обеспечить тесный контакт между положительным и отрицательным электродами под шероховатой поверхностью, только один электрод может быть твердым металлом, а другой электрод может быть только нетвердым или высоким методом изготовления такого отрицательного электрода, такого как проводящая жидкость или газ, учитывая газ. Проводимость электрода намного ниже, чем у жидкости, поэтому электрод должен быть проводящей жидкостью, так что площадь двух электродов может быть намного больше, чем геометрическая площадь электрода, что значительно увеличивает емкость. Поэтому емкость алюминиевых электролитических конденсаторов и танталовых электролитических конденсаторов может быть в сотни раз больше, чем у обычных конденсаторов, и легко получить емкости в сотни микрофарад или даже в несколько фарад, чего нельзя достичь обычными пленочными конденсаторами.

Однако нельзя отрицать, что все твердые электролиты жидких электролитов являются проводящими частицы, а их электропроводность и температурная стабильность не так хороши, как у металлов, проводящих свободные электроны. Это также является одной из основных причин того, что такие параметры, как эквивалентное последовательное сопротивление и коэффициент рассеяния электролитических конденсаторов уступают параметрам пленочных конденсаторов и керамических конденсаторов с металлическими электродами.

1.2 Базовые знания об алюминиевых электролитических конденсатор

1.2.1 Структура алюминиевых электролитических конденсатор

⭐️Структура электрода алюминиевого электролитического конденсатора показана на рисунке 5.2. Среди них анодная алюминиевая фольга изготовлена из алюминия высокой чистоты, протравленного множеством крошечных туннелей для увеличения площади контакта с электролитом. Увеличенная часть на рис. 5.2 представляет собой микроструктуру между двумя электродами алюминиевого электролитического конденсатора.

Введение электролитических конденсатор

Алюминиевые электролитические конденсаторы изготавливаются путем наложения анодной алюминиевой фольги, разделительной бумаги и катодной алюминиевой фольги, как показано на рисунке 5.3, а затем вымачиваются в жидком электролите, так что настоящий анод плотно прилегает к аноду анода и аноду конденсатора. электролит находится в тесном контакте с анодом. . Соедините проводами (или болтами) на отходящем конце и установите в герметичный контейнер.

Введение электролитических конденсатор

🌟Положительной пластиной алюминиевого электролитического конденсатора является анодная фольга; диэлектрический электрон — это оксид алюминия, плотно закрепленный на анодной фольге; реальная отрицательная пластина представляет собой проводящий жидкий электролит, а катодная алюминиевая фольга является выводным электродом реального отрицательного электролита.

Поскольку площадь поверхности анодной алюминиевой фольги после коррозионной обработки в сотни раз превышает ее геометрическую площадь, а толщина диэлектрика из оксида алюминия также меньше 1 мкм, полученный конденсатор имеет огромную площадь пластин и очень близкое расстояние между пластинами, поэтому можно получить очень большую емкость. Емкость обычно может достигать 2700000 мкФ/6,3 В, то есть 2,7 Ф/6,3 В (производства CDE) и 10000 мкФ/450 В (производства Jianghai Capacitor Factory). Номинальное напряжение может охватывать весь электрический диапазон от низкого напряжения 3 В до высокого напряжения 550 В.

✨Как видно из приведенного выше описания, обычные конденсаторы имеют очевидную структуру обмотки электролитических конденсаторов.

Положительная и отрицательная клеммы являются полярными компонентами и не могут быть перепутаны.

1.2.2 Краткое описание процесса изготовления алюминиевых электролитических конденсатор

1. Коррозия

🔥Анодная и катодная алюминиевая фольга состоит из очень чистой и тонкой алюминиевой фольги толщиной от 0,02 до 0,1 мм. Обычно фольга отрицательного электрода тоньше фольги положительного электрода. Чтобы увеличить площадь панели и емкость, можно сформировать очень шероховатую поверхность путем травления фольги для увеличения размера. площадь поверхности, и тесный контакт с очень шероховатыми поверхностями достигается за счет электролита.

2. Формирование диэлектрической пленки оксида алюминия посредством анодной эволюции.

🍒Диэлектрик алюминиевого электролитического конденсатора наложен на анодную фольгу. Эта среда представляет собой тонкий слой оксида алюминия, который электрохимически формируется на положительной алюминиевой фольге в процессе, называемом «анодированием». Процесс заключается в следующем: фольга положительного электрода на рулоне алюминиевой фольги пропускается через резервуар с электролитом, и постоянное напряжение фольги и фольги непрерывно подается для завершения процесса формования. Напряжение составляет 135%~200% от номинального напряжения конечного конденсатора, поэтому можно точно контролировать толщину диэлектрика алюминиевого электролитического конденсатора. Обычно толщина оксида алюминия составляет около 1,2–1,5 нм на вольт. Например, положительная фольга конденсатора на 450 В может формировать более 600 В, а толщина оксида составляет 720-900 нм, что составляет менее 1/100 диаметра человеческого волоса.

Анодирование разрушает эффективную площадь поверхности фольги анода, потому что особенно мелкие части корродированной фольги могут быть заблокированы оксидом алюминия. Выбор фольги и процесса травления также можно настроить с помощью специальных режимов травления, чтобы можно было полностью использовать микроструктуру низковольтного катода. Катодная фольга не анодирована, чтобы ее поверхность находилась в тесном электрическом контакте с электролитом.

🍑Из-за хрупкости самого оксида алюминия, например, «слишком толстая» пленка оксида алюминия будет хрупкой при намотке электролитического конденсатора, что приведет к множеству «слабых мест», что ухудшит характеристики алюминиевых электролитических конденсаторов, которые поэтому не допускается номинальное напряжение выше 600 В для алюминиевых электролитических конденсаторов.

3. Резка

🥭 Рулоны алюминиевой фольги шириной 40~50 см подвергаются коррозии и анодированию, а затем делятся на требуемый размер в соответствии с длиной конденсатора.

4. Клепка, обмотка

🍍Выводы анодной фольги и катодной фольги приклепаны или приварены к анодной фольге и катодной фольге. Анодная фольга и катодная фольга помещаются между разделительной бумагой и наматываются на сердечник (элемент) конденсатора с помощью намоточной машины, и, наконец, форма фиксируется лентой.

5. Насыщенность

🍊Блок сердечника необходимо дегазировать, поэтому пакет сердечника необходимо пропитать электролитом под вакуумом.

6. Печать

🍧Электролит легко улетучивается при высокой температуре, тем самым уменьшая эффективную площадь катода. Поэтому электролитические конденсаторы необходимо герметизировать. В 1960-х годах или раньше, для снижения себестоимости и уменьшения количества используемого алюминия (производство алюминия в то время было невелико, а алюминий в основном использовался в Китае в то время для самолетов), электролитические конденсаторы товарного сорта (тогда называемые гражданскими продуктами) были в основном все трубки из вощеной бумаги залиты смолой с обоих концов. Из-за плохой герметизации они выходят из строя через несколько лет использования (иногда полностью выходят из строя всего за один-два года. Например, пароходный звук лампового радиоприемника — это вредная связь, вызванная высоким сопротивлением переменного тока силового Возникающее явление самовозбуждения является проявлением недостаточной остаточной емкости после улетучивания электролита в электролитическом конденсаторе, а сильный гул не только информирует о полном выходе из строя фильтрующего электролитического конденсатора, но и рабочая температура составляет всего +55°С , Текущий электролитический конденсатор Пакет с сердечником запечатан в контейнере, и большинство контейнеров изготовлены из алюминия Используйте хорошую герметизирующую резиновую пробку или резиновую прокладку, чтобы добавить смоляную пластину в порт контейнера и нажмите на нее, чтобы пропитать ее (как показано на рисунке 5.4), чтобы эффективно предотвратить испарение электролита. Чтобы предотвратить взрыв, вызванный давлением газа, создаваемым электролитическим конденсатором во время отказа, электрический литический конденсатор диаметром более 8 мм снабжен устройством сброса давления. Обычно на торце алюминиевой оболочки выгравированы К, > и Х-образные углубления для создания внутреннего давления электролитического конденсатора. Разорвите и сбросьте давление, прежде чем открывать резиновую пробку.

Введение электролитических конденсатор

7. Старение

🍭Заключительный этап в производстве электролитических конденсаторов – старение, также известное как подпитка. Его функция заключается в восстановлении повреждений диэлектрической пленки оксида алюминия в производственном процессе (особенно при резке анодной алюминиевой фольги и процессе клепки вывода электрода) путем подачи прямого напряжения (аналогично процессу анодирования) для уменьшения электролиз, насколько это возможно. Дефекты конденсаторов. Это процесс приложения постоянного напряжения к конденсатору, которое больше номинального напряжения, но меньше исходного напряжения анодирования алюминиевой фольги. Обычно он должен быть при номинальной температуре конденсатора, но он также может быть состарен при других температурах или даже при комнатной температуре. В результате старения повреждение диэлектрика из оксида алюминия электролитического конденсатора и коррозия диэлектрика из оксида алюминия под действием ионов хлорида могут быть устранены. Если производительность устаревшего электролитического конденсатора (в основном утечка) по-прежнему не достигает целевого значения, он будет считаться не соответствующим требованиям и будет удален из продукта. Это эффективно снижает содержание щелочи или исключает ранний выход из строя (заводской ущерб). Конечно; ток утечки, достигающий цели, является признаком завершения старения.

Для пользователей также необходимо знать напряжение, емкость, паразитные параметры, ток утечки, ток пульсаций и нагрев, а также срок службы. Эти параметры и соображения по применению подробно обсуждаются ниже.

1.3 Основные параметры алюминиевых электролитических конденсатор

🧬Основные параметры алюминиевых электролитических конденсаторов в основном включают напряжение, емкость, максимальную рабочую температуру и срок службы, ток утечки и коэффициент потерь. Некоторые алюминиевые электролитические конденсаторы, такие как алюминиевые электролитические конденсаторы для переключения выходной фильтрации источника питания, также имеют номинальный ток пульсаций, ESR и т. Д. Параметр.

1.3.1 Напряжение

🦠Показатели напряжения алюминиевых электролитических конденсаторов в основном включают номинальное напряжение постоянного тока, номинальное импульсное напряжение, мгновенное перенапряжение и обратное напряжение, которые будут представлены по одному ниже.

1. Номинальное напряжение постоянного тока

🔋Номинальное постоянное напряжение — это постоянное рабочее напряжение, допускаемое конденсатором в номинальном диапазоне температур, которое включает в себя сумму постоянного напряжения и импульсного напряжения между двумя электродами конденсатора. Обычно номинальное напряжение алюминиевых электролитических конденсаторов указано на поверхности конденсатора. Обычно номинальное напряжение ≤ 100 В соответствует алюминиевому электролитическому конденсатору «низкого напряжения», а номинальное напряжение ≥ 150 В соответствует алюминиевому электролитическому конденсатору «высокого напряжения». Номинальные напряжения для номинального напряжения: 3 В, 4 В, 6,3 В, (7,5 В), 10 В, 16 В, 25 В, 35 В, (40 В), 50 В, 63 В, 80 В, 100 В. В, 160 В, 200 В, .250 В, 300 В, (315 В), 350 В, (385 В), 400 В, 450 В, 500 В, (550 В). Значения напряжения в скобках не распространены в нашей стране.

2. Рабочее напряжение Vop

📿Рабочее напряжение — это напряжение, при котором конденсатор может работать непрерывно в пределах номинального диапазона температур. Во всем диапазоне рабочих температур конденсатор может работать непрерывно либо при полном номинальном напряжении (включая наложенное переменное напряжение), либо при любом значении напряжения от 0 В до номинального напряжения. В течение короткого промежутка времени конденсатор также выдерживает амплитуду не выше обратного напряжения 1,5В.

3. Обратное напряжение

🔮Алюминиевые электролитические конденсаторы являются поляризованными конденсаторами и, как правило, не могут работать при обратном напряжении. При необходимости обратной полярности можно избежать, подключив диод. Обычно допустимы диоды с напряжением включения около 0,8 В. За время менее 1 с допустимо обратное напряжение меньше или равное 1,5 В, но только на короткое время и не должно находиться в постоянном рабочем состоянии.

Вред обратного напряжения в основном заключается в том, что обратное напряжение вызывает электрохимический процесс, который истончает пленку оксида алюминия, тем самым необратимо повреждая алюминиевый электролитический конденсатор.

4. Номинальное импульсное напряжение Vs

🎈Номинальное импульсное напряжение Vs. Это значение напряжения, которое алюминиевые электролитические конденсаторы могут выдержать за короткий промежуток времени: условия испытаний: конденсатор работает при температуре 25 °С, интервал между двумя измерениями не менее 5 мин.

Соотношение между импульсным напряжением и номинальным напряжением, указанным в IEC 384-4, следующее:

Введение электролитических конденсатор

🎉Некоторые алюминиевые электролитические конденсаторы (в основном большие алюминиевые электролитические конденсаторы) также имеют маркировку перенапряжения на корпусе. Общий стандартный метод: xxxVs.

5. Измерение импульсного напряжения

🎇Конкретный метод проверки номинального импульсного напряжения Vs конденсатора: при нормальной комнатной температуре алюминиевые электролитические конденсаторы с конденсаторами ниже 2500 мкФ могут быть соединены последовательно с сопротивлением 1000 Ом ± 10%, а конденсаторы с емкостью 2500 мкФ или выше. следует использовать Shenlian 2. Сопротивление 500000 ± 10%, в цикле 30-секундного включения напряжения и 4-минутного 30-секундного отключения каждый конденсатор разряжается через зарядное сопротивление или эквивалентное сопротивление. Повторить цикл 120ч. Требование для прохождения испытания заключается в том, что не должно быть изменений значений постоянного тока утечки (DCL), эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) и коэффициента рассеяния (DF) до и после испытания, а также не должно быть следов механического повреждения или электролита. утечка. Из этого условия испытаний видно, что постоянная времени между алюминиевым электролитическим конденсатором и последовательным сопротивлением составляет 2,5 с, а 30 с — это 12 постоянных времени. Такое длительное время контакта может зарядить алюминиевый электролитический конденсатор до значения импульсного напряжения. 12 раз в час, всего 1440 ударов за 120 часов. Если качество недостаточно хорошее, оно обязательно выйдет из строя после стольких ударов.

6. Мгновенное перенапряжение

🚤Предельное перенапряжение, которое вообще мгновенно выдерживают алюминиевые электролитические конденсаторы. Для алюминиевых электролитических конденсаторов переходное перенапряжение обычно представляет собой состояние перенапряжения, превышающее номинальное значение импульсного напряжения конденсатора. Это состояние вызовет большой ток утечки и перейдет в состояние постоянного напряжения, а характеристики напряжения и тока очень похожи на обратные характеристики стабилитрона. Если конденсатор не может выдержать это переходное перенапряжение, он может выйти из строя. Однако, даже если это можно допустить, это состояние не должно поддерживаться в течение длительного времени, потому что давление, создаваемое газообразным водородом, создаваемым конденсатором, вызовет необратимое действие устройства сброса давления (взрыв), что приведет к выходу из строя алюминиевого электролитического конденсатора. . Даже если устройство сброса давления не сработает, это состояние приведет к расходованию электролита, а повторное появление этого состояния сократит срок службы алюминиевого электролитического конденсатора. Следовательно, когда электронной схеме требуется только очень короткий срок службы, напряжение на клеммах может достигать импульсного напряжения или немного ниже, чем мгновенное перенапряжение в определенном смысле.

Стандарт испытаний мгновенного перенапряжения RIFA: резкий импульс, время нарастания составляет от 100 мкс до 5 мс; интервал между двумя мгновенными перенапряжениями более 5 мин: выдерживает до 1000 мгновенных перенапряжений в течение срока службы.

🎸В специальных приложениях (например, для выдерживания импульсного напряжения ударов молнии) могут использоваться специальные методы проектирования. Например, диодный зажим для подавления переходного напряжения или варистор с отличными характеристиками можно подключить параллельно к обоим концам алюминиевого электролитического конденсатора, чтобы успешно реализовать защиту от переходного перенапряжения.

Характеристики мгновенного перенапряжения алюминиевых электролитических конденсаторов показывают, что алюминиевые электролитические конденсаторы могут выдерживать мгновенное перенапряжение (напряжение пробоя) без повреждений, в то время как другие мюонные конденсаторы будут необратимо повреждены, как только напряжение на клеммах других мюонных конденсаторов достигнет значения напряжения пробоя. В этом также заключается «преимущество» алюминиевых электролитических конденсаторов по сравнению с другими диэлектрическими конденсаторами.

7. Наложение переменного тока, пульсации напряжения

🪂 Между двумя концами алюминиевого электролитического конденсатора может быть приложено не только постоянное напряжение, но и переменное наложенное напряжение или пульсирующее напряжение, но должны быть соблюдены следующие условия:

(1) Сумма постоянного напряжения, наложенного переменного напряжения и пульсирующего напряжения не превышает номинального напряжения, а обратная полярность не возникает.

(2) Ток не превышает номинальный пульсирующий ток.

1.3.2 Емкость

🍸Показатели емкости алюминиевых электролитических конденсаторов в основном включают в себя номинальную емкость, электростатическую емкость и диапазон допуска емкости.

1. Номинальная емкость

❄️Номинальная емкость — это номинальная емкость, определенная при частоте 120 Гц и испытанная при 25°C. Номинальная емкость также является единичной емкостью. Большая часть номинальной емкости контейнера – это значение приоритета серии E3, которое составляет 1,0 мкФ, 2,2 мкФ, 3,3 мкФ, 4,7 мкФ, 6,8 мкФ; в некоторых также используется значение качества серии E6, которое составляет 1,0 мкФ, 1,5 мкФ, 2,2 мкФ, 27 мкФ, 3,3 мкФ, 3,9 мкФ, 4,7 мкФ, 5,6 мкФ, 8,2 мкФ; большая емкость

Алюминиевые электролитические конденсаторы также имеют некоторые предпочтительные номиналы серии E12, такие как 18000 мкФ.

2. Электростатическая емкость

🌼Емкость по постоянному току определяется путем измерения заряда при приложении к конденсатору постоянного напряжения. При комнатной температуре емкость немного больше, чем у переменного тока, и имеет лучшие характеристики стабильности.

3. Измерение емкости

🐾Емкость конденсатора можно определить, проверив его сопротивление переменному току или измерив количество заряда, которое он может удерживать при постоянном напряжении. Эти два метода дают немного разные результаты. Вообще говоря, значение емкости (емкость по постоянному току), измеренное методом испытания постоянным напряжением, немного выше, чем значение емкости (емкость переменного тока), измеренное методом измерения переменного тока.

Чтобы соответствовать наиболее распространенным приложениям (таким как фильтрация выпрямления или блокирующая связь по постоянному току), наиболее распространенная испытательная частота для емкости переменного тока алюминиевых электролитических конденсаторов обычно в 2 раза превышает частоту переменного тока 50 Гц или 60 Гц. т.е. IEC384-1.IEC384-4: указана частота 100 Гц или 120 Гц. Это измеряется специальным методом испытаний, приведенным в IEC384-1 и IEC384-4.

🐋Ток обнаружения переменного напряжения ≤0,5 В может быть подан на алюминиевый электролитический конденсатор (не вызовет обратного пробоя алюминиевого электролитического конденсатора) в соответствии с реальной системой емкостных реактивных сопротивлений и емкостей при фиксированной частоте и емкостных реактивных сопротивлениях и напряжениях. ток Соотношение C=1/(<2 ᶯf.V) может определять емкость. Емкость переменного тока может изменяться не более чем на 10% в зависимости от температуры, а также уменьшается с увеличением частоты. Таким образом, IEC384-1 и IEC384-4 определяют основные условия испытаний при частоте 100 Гц или 120 Гц и температуре 20°C. Можно также использовать метод проверки емкости обычных конденсаторов, а также использовать мостовую схему для измерения емкости. Когда на стороне источника питания подается среднеквадратичное значение 1 В, максимальное напряжение сигнала переменного тока представляет собой синусоидальное напряжение с частотой 120 Гц без напряжения прямого смещения постоянного тока без высших гармоник и субгармоник. Хотя пиковое значение напряжения источника питания близко к 1,5 В, делитель напряжения через мостовую схему, пиковое напряжение, подаваемое на алюминиевый электролитический конденсатор, будет ниже 1 В и не вызовет повреждения алюминиевого электролитического конденсатора. Вообще говоря, алюминиевые электролитические конденсаторы в основном используются для фильтрации, обхода и блокировки постоянного тока после выпрямления. Эти приложения не требуют высокого значения емкости и точности, а их допуск по емкости (точность) в основном составляет ± 20%. соответствовать требованиям.

В некоторых приложениях (например, в разрядных и синхронизирующих цепях) решающую роль играет емкость по постоянному току. Это требует измерения емкости постоянного тока, обычно посредством заряда/разряда. В соответствии с соотношением между емкостью и зарядом, напряжением и зарядом и током используется постоянный ток заряда/разряда, используя C=(I.t)∆Vc, определяя t для получения мощности C. Следовательно, когда требуется точная емкость постоянного тока

🐣Лучше не использовать алюминиевые электролитические конденсаторы. Чтобы получить более точную емкость, несколько конденсаторов можно использовать параллельно, чтобы получить более точную емкость.

Однако есть некоторые исключения, когда необходимо определить емкость постоянного тока. 1 Издатель ЕС не дал никаких соответствующих указаний, поэтому был установлен отдельный стандарт DIN. Этот стандарт DIN 41328 описывает методы испытаний конденсаторов с однократной нециклической зарядкой.

4. Допуск емкости

🌺Допуски конденсатора – это минимальные и максимальные допустимые значения емкости, выраженные в процентах от номинального уменьшения и увеличения емкости ∆°C/°C, типичные допуски емкости составляют ±20%, -10%+50% и -10%+75% . Допуск для высоковольтных конденсаторов можно сделать относительно небольшим, например, более 150 В. Общий допуск можно сделать менее ±10%. Емкость зависит от температуры и частоты, обычно это изменение также должно быть в пределах допустимого диапазона емкости, обычно само это изменение также зависит от номинального напряжения конденсатора и размера конденсатора.

1.3.3 Ток утечки

1. Причины тока утечки и необходимость его снижения

🦑Из-за особенностей диэлектрика из оксида алюминия в качестве изолирующего слоя диэлектрик из оксида алюминия повреждается в процессе резки и клепки алюминиевой фольги или подвергается коррозии ионами хлорида в электролите, что приводит к дефектам. Патч, следовательно. Даже если постоянное напряжение было приложено в течение длительного времени, все равно будет протекать небольшой коммутационный ток, этот ток называется токовой изоляцией (DCL).

Низкий ток утечки означает, что в электролите очень мало ионов фтора, и можно получить хорошие результаты компенсации, а также показывает, что диэлектрик из оксида алюминия в качестве изолирующего слоя хорошо изолирован. Ионы железа и меди в электролите и алюминиевой фольге будут генерировать ток с гальваническим эффектом после приложения напряжения к электродам алюминиевого электролитического конденсатора, что требует большего потребления заряда.

🦐Причина, по которой “ток утечки” долго не падает до нормального значения. Это наблюдение также иллюстрирует «необходимость старения» алюминиевых электролитических конденсаторов перед отправкой с завода.

2. Метод измерения тока утечки

🦀Метод испытания и условия испытаний на ток утечки алюминиевых электролитических конденсаторов:

При 25 С испытуемый конденсатор последовательно подключают к защитному резистору 1000 Ом на номинальное напряжение и измеряют ток утечки. После подачи напряжения в течение 5 минут ток утечки не превышает максимальное значение, указанное в спецификации. Для алюминиевых электролитических конденсаторов малой емкости можно использовать результаты испытаний в течение 1 минуты, а для алюминиевых электролитических конденсаторов большой емкости потребуется более длительное время испытаний. На рис. 5.5 показана зависимость между током и временем последовательного сопротивления алюминиевого электролитического конденсатора, подключенного к постоянному напряжению.

Введение электролитических конденсатор

🐡Как видно из характеристической кривой, ток будет бесконечно приближаться к конечному значению “тока утечки” – значению тока, необходимого для ремонта алюмооксидного диэлектрика.

Ток утечки алюминиевых электролитических конденсаторов можно получить расчетным путем, например, алюминиевые электролитические конденсаторы EPCOS можно рассчитать по следующей формуле.

ЛЛ класс:

Введение электролитических конденсатор

Класс общей практики:

Введение электролитических конденсатор

 

🐟Среди них I, C и V — рабочий ток, номинальная емкость и номинальное напряжение соответственно. Это результат при номинальном напряжении при 20°C.

1.3.4 Коэффициент рассеяния

Под коэффициентом рассеяния (DF) электролитического конденсатора можно понимать реактивную мощность электролитического конденсатора и активную мощность эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) при возбуждении переменным током:

Введение электролитических конденсатор

🦌Согласно исходному уравнению определения (1.23) коэффициента рассеяния конденсатора, подставив уравнения (5.11) и (5.12) в уравнение (1.23), получим

Введение электролитических конденсатор

Очевидно, это отношение емкостного реактивного сопротивления к эквивалентному последовательному сопротивлению (ESR). Так как уравнение (5.13) очень похоже на RC-цепь в цепи переменного тока, и это соотношение очень похоже на обратную сторону тригонометрической функции – функцию тангенса. Поэтому коэффициент рассеяния (DF) электролитических конденсаторов также называется тангенсом угла потерь (tanδ) во многих технических изданиях, как показано на рис. 5.6.

Введение электролитических конденсатор

🌓Из уравнения (5.13) видно, что при увеличении частоты (то есть увеличении ω) соответственно увеличивается ωCR, то есть коэффициент потерь алюминиевого электролитического конденсатора становится больше с увеличением частоты измерения.

Поскольку стандарт испытания коэффициента потерь конденсаторов был впервые предложен страной с использованием частоты 60 Гц, испытательная частота коэффициента потерь конденсаторов составляет полную волну переменного тока 60 Гц или самую низкую частоту пульсаций после мостового выпрямления (удвоенная частота 60 Гц). ) 120 Гц. Тестовое значение этого тестового условия на 20% больше, чем коэффициент потерь частоты сети 50 Гц в нашей стране.

☃️Измерение DF выполняется при температуре 25°C, частоте 120 Гц, отсутствии смещения прямого напряжения, условиях настройки напряжения сигнала максимального среднеквадратичного значения переменного тока 1 В. Значение DF определяется температурой и частотой.

1.3.5 Диапазон рабочих температур и срок службы

1. Диапазон рабочих температур

⚡️Поскольку алюминиевый электролитический конденсатор является отрицательным электродом электролита, точка кипения электролита будет достигаться при повышении температуры. Поэтому температура кипения электролита будет непреодолимой максимальной температурой эксплуатации и хранения алюминиевых электролитических конденсаторов. В практических приложениях максимальная рабочая температура на 10-20 К ниже температуры кипения электролита: Точно так же это происходит и потому, что отрицательный электрод алюминиевого электролитического конденсатора является электролитом. Когда температура слишком низкая,

Электролит станет вязким или даже затвердеет, и алюминиевые электролитические конденсаторы использовать нельзя. Следовательно, алюминиевые электролитические конденсаторы также имеют верхний и нижний пределы рабочих температур и температур хранения. Весь диапазон температур между верхним и нижним пределами температуры эксплуатации/хранения является диапазоном рабочих температур алюминиевых электролитических конденсаторов.

🍕Для относительно низкоуровневых коммерческих применений алюминиевые электролитические конденсаторы имеют максимальную температуру эксплуатации/хранения и минимальную температуру эксплуатации/хранения +85°C/-20°C. Если есть особые требования к низкой температуре. Минимальная рабочая температура может достигать 40°C; если рабочая температура/температура хранения алюминиевых электролитических конденсаторов относительно высока, требуется алюминиевый электролитический конденсатор с максимальной рабочей/хранительной температурой 105°C; при более высоких рабочих температурах, таких как энергосберегающие лампы или автомобильные двигатели. При использовании в кабине максимальная рабочая температура/температура хранения алюминиевых электролитических конденсаторов должна достигать 125°C или даже 150°C.

Из приведенного выше анализа видно, что максимальную рабочую температуру/температуру хранения свинцовых электролитических конденсаторов можно разделить на: +85℃ для общего применения, +105℃ для высокой рабочей/хранительной температуры и 125℃ или даже 140℃ для очень высокие изменения рабочей температуры, пять максимальных температур эксплуатации/хранения 150°C.

2. Срок службы

🥓Это также потому, что отрицательный электрод алюминиевого электролитического конденсатора является электролитом. Со временем электролит постепенно высохнет. Когда электролит высыхает до определенной степени. Фактическая эффективная площадь отрицательной пластины алюминиевого электролитического конденсатора станет значительно меньше, а емкость начнет значительно уменьшаться: сопровождается значительным увеличением гребневого ESR. Когда емкость мала, а ESR повышается до определенного уровня, электролиз алюминия

Конденсаторы потеряют свою полезность. Это знаменует конец срока службы алюминиевых электролитических конденсаторов.

🥒В зависимости от условий применения и стоимости алюминиевые электролитические конденсаторы разных спецификаций имеют разный срок службы.

3. Номинальные температурные и ресурсные параметры алюминиевых электролитических конденсатор.

🍍Подводя итог, номинальная температура алюминиевого электролитического конденсатора – это максимальная температура, при которой алюминиевый электролитический конденсатор может работать и храниться. В соответствии с требованиями к температуре рабочей среды его обычно можно разделить на пять температур: 85 ° C, 105 ° C, 125 ° C, 140 ° C и 150 ° C. Класс, часы жизни при каждом температурном классе, например 1000 ч, 2000 часов, 3000 часов, 4000 часов, 5000 часов, 8000 часов, 10000 часов или даже больше.

1.3.6 Эквивалентное последовательное сопротивление

🍥Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) электролитических конденсаторов показано на рисунке 5.6, где сопротивление электролита составляет основную часть эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) алюминиевых электролитических конденсаторов. Алюминиевые электролитические конденсаторы с низким эквивалентным последовательным сопротивлением фактически используют электролиты с низким удельным сопротивлением.

Измерение ESR представляет собой измерение сопротивления эквивалентной последовательной цепи алюминиевых электролитических конденсаторов при температуре окружающей среды 25 °C с максимальным напряжением сигнала переменного тока 1 В (среднеквадратичное значение) и источником питания с частотой 120 Гц без напряжения прямого смещения.

🎂Для алюминиевых электролитических конденсаторов общего назначения большинство производителей алюминиевых электролитических конденсаторов не приводят данных по ESR, но для алюминиевых электролитических конденсаторов с низким ESR, используемых в импульсных источниках питания, или алюминиевых электролитических конденсаторов штыревого типа с относительно большой емкостью, эти данные приводятся.

Основная причина, по которой большинство производителей алюминиевых электролитических конденсаторов не предоставляют данные ESR, заключается в том, что ESR алюминиевых электролитических конденсаторов слишком велико по сравнению с конденсаторами с другими диэлектриками. Например, обычный алюминиевый электролитический конденсатор 1 мкФ/16 В, его ESR обычно составляет около 20 Ом; Алюминиевый электролитический конденсатор емкостью 100 мкФ, его ESR также находится в пределах 1,5-2 Ом. Только представьте, такие данные, прописанные в техпаспорте, обязательно повлияют на уверенность пользователей в использовании алюминиевых электролитических конденсаторов. Поэтому в определенном смысле применение алюминиевых электролитических конденсаторов является беспомощным выбором.

🍹При применении импульсного источника питания часто обнаруживается, что при использовании обычных алюминиевых электролитических конденсаторов эффект подавления пульсаций и пиков выходного напряжения очень плохой. Основная причина в том, что ESR обычных алюминиевых электролитических конденсаторов «слишком велико». В высокочастотных приложениях это резистор для цепей переменного тока. Следовательно, для получения лучшего эффекта фильтрации высоких частот следует максимально уменьшить ESR конденсатора фильтра. То есть следует выбрать алюминиевый электролитический конденсатор с низким ESR. ESR алюминиевых электролитических конденсаторов с низким ESR обычно может быть на порядок или более ниже, чем у обычных алюминиевых электролитических конденсаторов. Для получения алюминиевых электролитических конденсаторов с низким ESR. Следует использовать электролит с низким удельным сопротивлением. Если также необходимо уменьшить эквивалентную последовательную индуктивность, следует принять меры по снижению паразитной индуктивности в процессе намотки и выводе электродов алюминиевого электролизера.

1.3.7 Номинальный пульсирующий ток

🍾Пульсирующий переменный ток, протекающий через алюминиевый электролитический конденсатор, вызовет потери на его ESR и вызовет нагрев алюминиевого электролитического конденсатора. Предел этого предела нагрева для пульсирующего тока определяет номинальное значение пульсирующего тока. Он определяется как максимальное значение пульсирующего тока, которое может обеспечить номинальный срок службы свинцовых электролитических конденсаторов при самой высокой рабочей температуре. Для алюминиевых электролитических конденсаторов общего назначения большинство производителей не предоставляют данные о номинальном пульсирующем токе, но для алюминиевых электролитических конденсаторов с низким ESR, используемых в импульсных источниках питания, или штыревых алюминиевых электролитических конденсаторов с относительно большой емкостью, эти данные приводятся. На самом деле ток пульсаций, который могут выдержать алюминиевые электролитические конденсаторы, относительно невелик. Для алюминиевых электролитических конденсаторов общего назначения первое впечатление о приемлемом значении тока пульсаций состоит в том, что оно очень низкое. К счастью, для большинства приложений не требуются большие пульсации тока.