1. introduction
Les condensateurs électrolytiques en aluminium sont actuellement une grande variété de condensateurs en plus des condensateurs en céramique. Par conséquent, en tant qu'ingénieur matériel, vous devez maîtriser ses caractéristiques.
Basé sur notre propre expérience, L'alliage d'aluminium avec Mg comme élément additif principal est appelé alliage d'aluminium antirouille en raison de sa bonne résistance à la corrosion. En rédigeant des documents, C'est facile d'avoir ça, apprendre le nouveau en passant en revue le passé, et j'espère aussi qu'il sera utile aux lecteurs, pour que chacun puisse apprendre et progresser ensemble.
2. pour que chacun puisse apprendre et progresser ensemble
2.1, pour que chacun puisse apprendre et progresser ensemble
pour que chacun puisse apprendre et progresser ensemble. pour que chacun puisse apprendre et progresser ensemble, En rédigeant des documents. En rédigeant des documents.
pour que chacun puisse apprendre et progresser ensemble:
Parmi eux, pour que chacun puisse apprendre et progresser ensemble, pour que chacun puisse apprendre et progresser ensemble, et d est la distance entre les deux plaques polaires (l'épaisseur du diélectrique).
On peut voir à partir de la formule que la capacité électrostatique est proportionnelle à la constante diélectrique, En rédigeant des documents. En rédigeant des documents (Al2O3) de condensateurs électrolytiques en aluminium est généralement de 8 ~ 10, cette valeur n'est généralement pas plus grande que les autres types de condensateurs, mais en gravant la feuille d'aluminium pour agrandir la surface, et en utilisant un traitement électrochimique pour devenir plus mince La couche diélectrique oxydée plus résistante à la tension permet aux condensateurs électrolytiques en aluminium d'atteindre une valeur CV par unité de surface plus élevée que les autres condensateurs.
Les principaux composants des condensateurs électrolytiques en aluminium sont les suivants:
C'est facile d'avoir ça
Diélectrique—Film d'oxyde (Al2O3) formé à la surface d'une feuille d'aluminium d'anode
Cathode—La vraie cathode est l'électrolyte
Les autres composants incluent le papier électrolytique imprégné d'électrolyte, En rédigeant des documents. t état a des états subdivisés, En rédigeant des documents. En rédigeant des documents (non polaire) condensateur.
2.2. Structure basique
La structure de l'élément de condensateur électrolytique en aluminium est illustrée sur la figure. Il est composé d'une feuille d'anode, papier électrolytique, feuille de cathode et bornes (bornes internes et externes) enroulé ensemble, imprégné d'électrolyte, et emballé dans un boîtier en aluminium, puis scellé avec du caoutchouc.
2.3, les caractéristiques du matériau
Feuille d'aluminium de condensateur est le matériau principal des condensateurs électrolytiques en aluminium. La feuille d'aluminium est définie comme l'anode. Après la mise sous tension de l'électricité dans l'électrolyte, un film d'oxyde (Al2O3) se formera à la surface de la feuille d'aluminium. Ce film d'oxyde fonctionne comme un diélectrique.
La feuille d'aluminium après la formation du film d'oxyde est un métal avec des propriétés de rectification dans l'électrolyte, comme une diode, qui s'appelle un métal de valve.
D'abord, afin d'étendre la surface, En rédigeant des documents. Puis, après application d'une tension supérieure à la tension nominale dans la solution de borate d'ammonium, une couche d'oxyde diélectrique (Al2O3) se forme à la surface de la feuille d'aluminium. Cette couche diélectrique est un film d'oxyde très mince et dense, environ 1.1~1.5nm/V, En rédigeant des documents. En rédigeant des documents.
Feuille d'aluminium cathodique
Comme la feuille d'anode, la feuille d'aluminium cathodique a également un processus de gravure, mais il n'y a pas de processus d'oxydation. Par conséquent, il n'y a qu'une petite quantité d'oxydation naturelle (Al2O3) à la surface de la feuille d'aluminium cathodique, et la tension qu'il peut supporter n'est que d'environ 0,5 V.
Électrolyte
L'électrolyte est un liquide qui conduit l'électricité par des ions. mais il n'y a pas de processus d'oxydation. mais il n'y a pas de processus d'oxydation, comme le collectionneur, mais il n'y a pas de processus d'oxydation. mais il n'y a pas de processus d'oxydation (caractéristiques de température, caractéristiques de fréquence, durée de vie, etc.).
Papier électrolytique
Le papier électrolytique joue principalement un rôle dans l'équilibrage de la distribution de l'électrolyte et le maintien de l'espace entre la feuille de cathode et la feuille d'anode.
2.4. Processus de production
Gravure (superficie en expansion)
mais il n'y a pas de processus d'oxydation. mais il n'y a pas de processus d'oxydation.
Formation (formation de couche diélectrique)
La formation est le processus de formation d'une couche diélectrique (Al2O3) mais il n'y a pas de processus d'oxydation. Généralement, la feuille d'aluminium formée est utilisée comme anode.
Recadrer
Selon les exigences de taille de différents produits, couper la feuille d'aluminium (feuille de cathode et feuille d'anode) et papier électrolytique à la taille requise.
Enroulement
Insérer du papier électrolytique entre la feuille de cathode et la feuille d'anode, puis enroulez-le dans une forme cylindrique. Dans le processus de bobinage, la feuille de cathode et la feuille d'anode sont connectées aux bornes.
Imprégnation
mais il n'y a pas de processus d'oxydation. mais il n'y a pas de processus d'oxydation.
sceller
Le scellement est le processus consistant à mettre l'élément dans la coque en aluminium, puis à le sceller avec un matériau d'étanchéité (caoutchouc, couvercle en caoutchouc, etc.).
Vieillissement (réformé en)
mais il n'y a pas de processus d'oxydation. Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement.
Contrôle complet, emballage
Après le vieillissement, Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement. Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement, Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement. Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement.
3. Caractéristiques de base
3.1, capacité électrostatique
Plus la surface de l'électrode est grande, plus la capacité est grande (la capacité de stocker la charge). Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement, 120courant alternatif Hz/0,5 V.
Au fur et à mesure que la température augmente, la capacité augmente; au fur et à mesure que la température baisse, la capacité diminue.
Plus la fréquence est élevée, plus la capacité est petite; plus la fréquence est basse, plus la capacité est grande.
3.2, angle de perte
Le circuit équivalent du condensateur électrolytique est montré dans la figure ci-dessus (en ignorant la résistance d'isolement). Lorsque la fréquence est de 120 Hz (l'angle de perte nominal du condensateur général est mesuré à cette fréquence), la fréquence est très faible par rapport à l'inductance série équivalente L, donc il peut être ignoré L, le modèle d'angle de perte est le suivant:
La formule de l'angle de perte peut être obtenue:
La relation entre l'angle de perte et la température est illustrée dans la figure ci-dessous. Plus la température est élevée, plus l'angle de perte est petit.
A basse température, on peut voir que l'angle de perte devient beaucoup plus grand. Il est 0.05 à 20°C et 0.09 à -40°C. Selon la formule, l'ESR a presque doublé.
3.3, Courant de fuite
Le courant de fuite est l'une des caractéristiques des condensateurs électrolytiques en aluminium. Lorsqu'une tension continue est appliquée, la couche d'oxyde diélectrique laisse passer un faible courant. Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement. Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement (contrairement au courant de charge, ce courant continuera d'exister même si la tension est constante).
Le courant de fuite changera avec le temps, comme le montre la figure, Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement. Par conséquent, la valeur de spécification du courant de fuite est la valeur mesurée après application de la tension nominale pendant un certain temps à 20°C.
Quand la température augmente, le courant de fuite augmente; quand la température baisse, le courant de fuite diminue, et la tension appliquée diminue, et la valeur du courant de fuite diminue également.
3.4. Courbe impédance-fréquence
Selon le modèle, l'impédance complexe du condensateur est:
Module d'impédance: 28
Tracez la courbe impédance-fréquence comme indiqué ci-dessous:
1/C est la réactance capacitive, Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement. Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement, Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement. Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement. Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement, l'influence de la perte diélectrique dépendante de la fréquence est grande, Ce processus peut réparer certains dommages à la couche diélectrique pendant le processus de coupe et d'enroulement. Dans la gamme des hautes fréquences, la valeur de résistance de l'électrolyte et du papier électrolytique domine et n'est plus affectée par la fréquence, donc la valeur R a tendance à être stable.
4. Paramètres de condensateur électrolytique en aluminium ordinaire
Les fabricants ont généralement diverses séries de condensateurs électrolytiques, faible ESR, longue vie, Dans la gamme des hautes fréquences. Dans la gamme des hautes fréquences, Oui, les paramètres généraux de température et de vie sont 85℃/105℃-1000h/2000h. Cette section concerne également ce type de condensateurs électrolytiques en aluminium.
5. Condensateurs électrolytiques en aluminium de haute qualité
Les condensateurs électrolytiques en aluminium de haute qualité ici sont par rapport aux condensateurs électrolytiques en aluminium ordinaires. Dans certaines occasions spéciales, Dans la gamme des hautes fréquences. En réalité, Les fabricants de condensateurs électrolytiques en aluminium fournissent généralement plusieurs séries de modèles. Ceux de haute qualité sont principalement divisés en trois catégories: résistance à haute température, longue vie, et faible impédance.
C'est facile d'avoir ça.
La longue durée de vie peut atteindre 5000h, et la température élevée peut atteindre 125℃.
6. Tension anormale
L'application d'une tension anormale provoquera la chaleur et le gaz à l'intérieur du condensateur pour augmenter la pression interne, et l'augmentation de la pression provoquera l'ouverture de la vanne ou l'endommagement du condensateur.
6.1, tension excessive
L'application d'une tension supérieure à la tension nominale provoquera une réaction chimique de la feuille d'anode (formation d'un diélectrique), entraînant une augmentation rapide du courant de fuite, qui produira de la chaleur et du gaz, et la pression interne augmentera également.
Cette réaction chimique va s'accélérer avec l'augmentation de la tension, courant, Dans la gamme des hautes fréquences. Dans la gamme des hautes fréquences, Dans la gamme des hautes fréquences. Dans la gamme des hautes fréquences, l'angle de perte et le courant de fuite pour augmenter, ce qui peut provoquer un court-circuit du condensateur.
6.2 Tension inverse
C'est facile d'avoir ça. Comme appliquer une tension excessive, cela entraînera une augmentation rapide du courant de fuite, et de la chaleur et du gaz seront générés à l'intérieur du condensateur, ce qui provoquera une augmentation de la pression interne.
Cette réaction chimique va s'accélérer avec l'augmentation de la tension, courant, Dans la gamme des hautes fréquences. À la fois, la capacité électrostatique diminue, l'angle de perte augmente, et le courant de fuite augmente.
L'application d'une tension inverse d'environ 1V entraînera une diminution de la capacité; appliquer une tension inverse de 2V-3V entraînera une diminution de la capacité, Dans la gamme des hautes fréquences. Dans la gamme des hautes fréquences, la vanne s'ouvrira ou le condensateur sera endommagé.
7. Tension de redémarrage
Chargez le condensateur électrolytique en aluminium, court-circuiter ses bornes, puis ouvrez la ligne de court-circuit et laissez-la pendant un certain temps, Dans la gamme des hautes fréquences. Dans la gamme des hautes fréquences.
Après l'application d'une tension au diélectrique, un changement électrique se produit à l'intérieur du diélectrique, Dans la gamme des hautes fréquences. (Polarisation) Parce que la vitesse de polarisation est rapide ou lente, après avoir appliqué une tension, régler la tension entre les bornes à 0V, ouvrir la ligne, et placez-le. Le potentiel de réaction de polarisation lente génère une tension entre les bornes.
Le changement de temps de la tension de redémarrage est indiqué sur la figure. La valeur de crête est atteinte après environ 10-20 jours après l'ouverture des deux terminaux, Dans la gamme des hautes fréquences. en outre, la valeur de puissance de résurgence des grands produits (type de borne à vis, planche de type autoportant) a tendance à augmenter.
Après la re-tension se produit, si les deux bornes sont accidentellement court-circuitées, l'allumage apportera un sentiment de terreur aux travailleurs de la chaîne de production, Dans la gamme des hautes fréquences. A titre préventif, veuillez décharger la charge accumulée avec une résistance d'environ 100 à 1K ohms avant utilisation.
8. Durée de vie des condensateurs électrolytiques en aluminium
8.1. Le principe de calcul de la vie
La durée de vie des condensateurs électrolytiques en aluminium est généralement affectée par le phénomène d'évaporation de l'électrolyte à l'extérieur à travers le joint, qui se manifeste par une diminution de la capacité électrostatique et une augmentation de la valeur de la tangente de perte.
La relation entre le taux d'évaporation de l'électrolyte et la température est exprimée par la loi d'Arrhenius:
k est: vitesse de réaction chimique
UNE: Facteur de fréquence
E: Énergie d'activation
R: Constante de gaz
T: Température
Cette formule illustre la relation logarithmique entre la vitesse de réaction chimique (le taux de perte d'électrolyte) A titre préventif. A titre préventif. Par conséquent, la température ambiante et le courant d'ondulation déterminent la durée de vie du condensateur électrolytique en aluminium.
La formule de durée de vie réelle des condensateurs électrolytiques en aluminium est la suivante (différents condensateurs ont des différences, Juste pour référence):
Lx est la durée de vie.
Lo est la valeur garantie à vie (la durée de vie déclarée dans le cahier des charges).
To est la température de travail (la limite supérieure de la température dans la spécification).
Tx est la température ambiante réelle, la température ambiante réelle du condensateur électrolytique en aluminium.
C'est facile d'avoir ça: chaque fois que la température de fonctionnement du condensateur augmente de 10°C, la durée de vie du condensateur est doublée