1. परिचय
एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर वर्तमान में सिरेमिक कैपेसिटर के अलावा कैपेसिटर की एक विस्तृत विविधता है. इसलिए, एक हार्डवेयर इंजीनियर के रूप में, आपको इसकी विशेषताओं में महारत हासिल करनी चाहिए.
हमारे अपने अनुभव के आधार पर, मुख्य योजक तत्व के रूप में Mg के साथ एल्यूमीनियम मिश्र धातु को इसके अच्छे संक्षारण प्रतिरोध के कारण एंटी-जंग एल्यूमीनियम मिश्र धातु कहा जाता है. By writing documents, और सर्किट के सीपीयू और मेमोरी जैसे लो-वोल्टेज ड्राइविंग तत्व भी क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। निवारक उपाय के रूप में, अतीत की समीक्षा के माध्यम से नया सीखें, और यह भी आशा है कि यह पाठकों के लिए सहायक होगा, ताकि सभी एक साथ सीख सकें और प्रगति कर सकें.
2. एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का अवलोकन
2.1, मूल मॉडल
संधारित्र निष्क्रिय उपकरण हैं. विभिन्न कैपेसिटर के बीच, aluminum electrolytic capacitors have a larger CV value and a cheaper price when the same size is compared with other capacitors. The basic model of the capacitor is shown in the figure.
इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता गणना सूत्र इस प्रकार है:
उनमें से, ढांकता हुआ स्थिरांक है, S एक दूसरे का सामना करने वाली दो ध्रुव प्लेटों का पृष्ठीय क्षेत्रफल है, और d दो ध्रुव प्लेटों के बीच की दूरी है (ढांकता हुआ की मोटाई).
यह सूत्र से देखा जा सकता है कि इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता ढांकता हुआ स्थिरांक के समानुपाती होती है, and the surface area of the plate is inversely proportional to the distance between the two plates. As the dielectric constant of the dielectric oxide film (अल2ओ3) एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का आमतौर पर 8 ~ 10 . होता है, यह मान आम तौर पर अन्य प्रकार के कैपेसिटर से बड़ा नहीं होता है, लेकिन सतह क्षेत्र को बड़ा करने के लिए एल्यूमीनियम पन्नी नक़्क़ाशी करके, और पतले होने के लिए विद्युत रासायनिक उपचार का उपयोग करना अधिक वोल्टेज-प्रतिरोधी ऑक्सीकृत ढांकता हुआ परत एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को अन्य कैपेसिटर की तुलना में प्रति यूनिट क्षेत्र में एक बड़ा सीवी मान प्राप्त करने की अनुमति देता है।.
एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के मुख्य घटक इस प्रकार हैं:
और सर्किट के सीपीयू और मेमोरी जैसे लो-वोल्टेज ड्राइविंग तत्व भी क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। निवारक उपाय के रूप में
ढांकता हुआ-ऑक्साइड फिल्म (अल2ओ3) एनोड एल्यूमीनियम पन्नी की सतह पर गठित
कैथोड—असली कैथोड इलेक्ट्रोलाइट है
अन्य घटकों में इलेक्ट्रोलाइट के साथ गर्भवती इलेक्ट्रोलाइटिक पेपर शामिल हैं, and cathode foil connected to the electrolyte. टी राज्य ने राज्यों को उप-विभाजित किया है, aluminum electrolytic capacitors are components with polar asymmetric structure. Both electrodes use anode aluminum foil is a bipolar (गैर ध्रुवीय) संधारित्र.
2.2. बुनियादी संरचना
एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर तत्व की संरचना को चित्र में दिखाया गया है. यह एनोड फॉयल से बना होता है, इलेक्ट्रोलाइटिक पेपर, कैथोड पन्नी और टर्मिनल (आंतरिक और बाहरी टर्मिनल) एक साथ घाव, इलेक्ट्रोलाइट के साथ गर्भवती, और एक एल्यूमीनियम मामले में पैक किया गया, और फिर रबर से सील कर दिया.
2.3, सामग्री की विशेषताएं
संधारित्र एल्यूमीनियम पन्नी एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की मुख्य सामग्री है. एल्यूमीनियम पन्नी को एनोड के रूप में सेट किया गया है. इलेक्ट्रोलाइट में बिजली सक्रिय होने के बाद, एक ऑक्साइड फिल्म (अल2ओ3) एल्यूमीनियम पन्नी की सतह पर बनेगी. यह ऑक्साइड फिल्म एक ढांकता हुआ के रूप में कार्य करती है.
ऑक्साइड फिल्म बनने के बाद एल्यूमीनियम पन्नी एक धातु है जिसमें इलेक्ट्रोलाइट में सुधार करने वाले गुण होते हैं, डायोड की तरह, जिसे वाल्व धातु कहा जाता है.
प्रथम, सतह क्षेत्र का विस्तार करने के लिए, the aluminum foil material is placed in an aqueous chloride solution for electrochemical etching. वर्तमान एल्यूमीनियम प्लेट प्रसंस्करण आपके इच्छित रंग को रंग सकता है, अमोनियम बोरेट समाधान में रेटेड वोल्टेज से अधिक वोल्टेज लगाने के बाद, एक ढांकता हुआ ऑक्साइड परत (अल2ओ3) एल्यूमीनियम पन्नी की सतह पर बनता है. यह ढांकता हुआ परत एक बहुत पतली और घनी ऑक्साइड फिल्म है, लगभग 1.1 ~ 1.5 एनएम / वी, and the insulation resistance is about It is 10^8~10^9Ω/m. The thickness of the oxide layer is proportional to the withstand voltage.
एनोड पन्नी की तरह, कैथोड एल्यूमीनियम पन्नी में एक नक़्क़ाशी प्रक्रिया भी होती है, but there is no oxidation process. इसलिए, प्राकृतिक ऑक्सीकरण की केवल थोड़ी मात्रा होती है (अल2ओ3) कैथोड एल्यूमीनियम पन्नी की सतह पर, और जो वोल्टेज वह झेल सकता है वह केवल 0.5V . है.
इलेक्ट्रोलाइट
इलेक्ट्रोलाइट एक तरल है जो आयनों द्वारा बिजली का संचालन करता है. It is a cathode in the true sense and serves as a dielectric layer that connects the surface of the anode aluminum foil. The cathode aluminum foil, कलेक्टर की तरह, acts as a connection between the real cathode and the internal circuit. Electrolyte is the key material that determines the characteristics of capacitors (तापमान विशेषताओं, आवृत्ति विशेषताओं, सेवा जीवन, आदि।).
इलेक्ट्रोलाइटिक पेपर
इलेक्ट्रोलाइटिक पेपर मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलाइट के वितरण को संतुलित करने और कैथोड फ़ॉइल और एनोड फ़ॉइल के बीच के अंतर को बनाए रखने में एक भूमिका निभाता है।.
2.4. उत्पादन की प्रक्रिया
एचिंग (सतह क्षेत्र का विस्तार)
The effect of etching is to enlarge the surface area of the aluminum foil. Etching is an electrochemical process in which alternating or direct current is applied to a chloride solution.
गठन (ढांकता हुआ परत का गठन)
गठन एक ढांकता हुआ परत बनाने की प्रक्रिया है (अल2ओ3) on the surface of the anode aluminum foil. आम तौर पर, गठित एल्यूमीनियम पन्नी का उपयोग एनोड के रूप में किया जाता है.
काटना
विभिन्न उत्पादों की आकार आवश्यकताओं के अनुसार, एल्युमिनियम फॉयल को काटें (कैथोड फ़ॉइल और एनोड फ़ॉइल) और आवश्यक आकार के इलेक्ट्रोलाइटिक पेपर.
समापन
कैथोड फ़ॉइल और एनोड फ़ॉइल के बीच इलेक्ट्रोलाइटिक पेपर डालें, और फिर इसे एक बेलनाकार आकार में हवा दें. घुमावदार प्रक्रिया में, कैथोड फ़ॉइल और एनोड फ़ॉइल टर्मिनलों से जुड़े हुए हैं.
संसेचन
Impregnation is the process of immersing the element into the electrolyte. The electrolyte can further repair the dielectric layer.
मुहर
सीलिंग तत्व को एल्यूमीनियम खोल में डालने और फिर इसे सीलिंग सामग्री से सील करने की प्रक्रिया है (रबर, रबर का आवरण, आदि।).
उम्र बढ़ने (में सुधार)
Aging is the process of applying voltage to the sealed capacitor at a high temperature. This process can repair some damage to the dielectric layer during the cutting and winding process.
पूर्ण निरीक्षण, पैकेजिंग
उम्र बढ़ने के बाद, all products will be checked for electrical characteristics. And for terminal processing, braiding and so on. Pack it.
3. बुनियादी विशेषताएं
3.1, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता
इलेक्ट्रोड का सतह क्षेत्र जितना अधिक होगा, क्षमता जितनी अधिक होगी (चार्ज स्टोर करने की क्षमता). The capacitance value of aluminum electrolytic capacitor is the value tested under the condition of 20℃, 120हर्ट्ज / 0.5V प्रत्यावर्ती धारा.
जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, क्षमता बढ़ जाती है; जैसे-जैसे तापमान घटता है, क्षमता घट जाती है.
आवृत्ति जितनी अधिक होगी, क्षमता जितनी छोटी होगी; कम आवृत्ति, क्षमता जितनी बड़ी होगी.
3.2, हानि कोण
इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का समतुल्य सर्किट ऊपर की आकृति में दिखाया गया है (इन्सुलेशन प्रतिरोध की अनदेखी). जब आवृत्ति 120Hz है (सामान्य संधारित्र का नाममात्र हानि कोण इस आवृत्ति पर मापा जाता है), समतुल्य श्रृंखला अधिष्ठापन L . के सापेक्ष आवृत्ति बहुत कम है, तो इसे नजरअंदाज किया जा सकता है l, हानि कोण मॉडल इस प्रकार है:
हानि कोण सूत्र प्राप्त किया जा सकता है:
हानि कोण और तापमान के बीच संबंध नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है. तापमान जितना अधिक होगा, नुकसान कोण जितना छोटा होगा.
कम तापमान पर, यह देखा जा सकता है कि हानि कोण बहुत बड़ा हो जाता है. यह है 0.05 20 डिग्री सेल्सियस और . पर 0.09 -40 डिग्री सेल्सियस पर. सूत्र के अनुसार, ईएसआर लगभग दोगुना बढ़ गया है.
3.3, लीकेज करंट
लीकेज करंट एल्युमिनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की विशेषताओं में से एक है. जब एक डीसी वोल्टेज लगाया जाता है, ढांकता हुआ ऑक्साइड परत एक छोटे से प्रवाह को पारित करने की अनुमति देता है. This part of the small current is called leakage current. The ideal capacitor will not produce leakage current (चार्जिंग करंट के विपरीत, वोल्टेज स्थिर रहने पर भी यह धारा बनी रहेगी).
लीकेज करंट समय के साथ बदलेगा, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, it will reach a stable value after decreasing with time. इसलिए, लीकेज करंट का विनिर्देश मान 20 डिग्री सेल्सियस पर समय की अवधि के लिए रेटेड वोल्टेज को लागू करने के बाद मापा गया मान है.
जब तापमान बढ़ता है, लीकेज करंट बढ़ता है; जब तापमान कम हो जाता है, लीकेज करंट घटता है, और लागू वोल्टेज घटता है, और लीकेज करंट वैल्यू भी घट जाती है.
3.4. प्रतिबाधा-आवृत्ति वक्र
मॉडल के अनुसार, संधारित्र का जटिल प्रतिबाधा है:
प्रतिबाधा का मापांक: 28
नीचे दिखाए अनुसार प्रतिबाधा-आवृत्ति वक्र बनाएं:
1/C कैपेसिटिव रिएक्शन है, and the straight line of capacitive reactance in the figure is angled at 45° downward. ωL is the inductive reactance, and its straight line forms an angle of 45° to the upper right corner. R represents equivalent series resistance. In the low frequency range, आवृत्ति-निर्भर ढांकता हुआ नुकसान का प्रभाव बड़ा है, so the R curve is downward. In the high frequency range, इलेक्ट्रोलाइट और इलेक्ट्रोलाइटिक पेपर का प्रतिरोध मूल्य हावी है और अब आवृत्ति से प्रभावित नहीं होता है, इसलिए R मान स्थिर हो जाता है.
4. साधारण एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर पैरामीटर
निर्माताओं के पास आमतौर पर इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की विभिन्न श्रृंखलाएं होती हैं, कम ईएसआर, लंबा जीवन, and high temperature. The ordinary products are performance, हां, सामान्य तापमान और जीवन पैरामीटर 85 ℃ / 105 ℃ -1000h / 2000h हैं. यह खंड इस प्रकार के एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के बारे में भी है.
5. उच्च गुणवत्ता वाले एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर
यहां उच्च गुणवत्ता वाले एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर साधारण एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के सापेक्ष हैं. कुछ खास मौकों पर, ordinary aluminum electrolytic capacitors cannot meet our requirements. वास्तव में, एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर निर्माता आमतौर पर मॉडल की कई श्रृंखलाएं प्रदान करते हैं. उच्च गुणवत्ता वाले लोगों को मुख्य रूप से तीन श्रेणियों में बांटा गया है: उच्च तापमान प्रतिरोध, लंबा जीवन, और कम प्रतिबाधा.
और सर्किट के सीपीयू और मेमोरी जैसे लो-वोल्टेज ड्राइविंग तत्व भी क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। निवारक उपाय के रूप में.
लंबा जीवन 5000h . तक पहुंच सकता है, और उच्च तापमान 125 ℃ तक पहुंच सकता है.
6. असामान्य वोल्टेज
असामान्य वोल्टेज के अनुप्रयोग से संधारित्र के अंदर गर्मी और गैस का आंतरिक दबाव बढ़ जाएगा, और दबाव में वृद्धि के कारण वाल्व खुल जाएगा या संधारित्र क्षतिग्रस्त हो जाएगा.
6.1, अत्यधिक वोल्टेज
रेटेड वोल्टेज से अधिक वोल्टेज लगाने से एनोड फ़ॉइल की रासायनिक प्रतिक्रिया होगी (एक ढांकता हुआ का गठन), लीकेज करंट में तेजी से वृद्धि के परिणामस्वरूप, जो गर्मी और गैस उत्पन्न करेगा, और आंतरिक दबाव भी बढ़ेगा.
वोल्टेज की वृद्धि के साथ यह रासायनिक प्रतिक्रिया तेज हो जाएगी, वर्तमान, and ambient temperature. As the internal pressure increases, the capacitor will open the valve or be damaged. It may also cause the capacitor capacity to decrease, हानि कोण और रिसाव चालू वृद्धि, जो संधारित्र को शॉर्ट-सर्किट का कारण बन सकता है.
6.2 रिवर्स वोल्टेज
रिवर्स वोल्टेज लगाने से कैपेसिटर के कैथोड फ़ॉइल की रासायनिक प्रतिक्रिया होगी. जैसे अत्यधिक वोल्टेज लगाना, इससे लीकेज करंट तेजी से बढ़ेगा, और संधारित्र के अंदर गर्मी और गैस उत्पन्न होगी, जिससे आंतरिक दबाव बढ़ेगा.
वोल्टेज की वृद्धि के साथ यह रासायनिक प्रतिक्रिया तेज हो जाएगी, वर्तमान, and ambient temperature. एक ही समय पर, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता घट जाती है, हानि कोण बढ़ता है, और लीकेज करंट बढ़ जाता है.
लगभग 1V का रिवर्स वोल्टेज लगाने से क्षमता में कमी आएगी; 2V-3V का रिवर्स वोल्टेज लगाने से क्षमता में कमी आएगी, an increase in loss angle/or an increase in leakage current and shorten the life of the capacitor. If a larger reverse voltage is applied, वाल्व खुल जाएगा या संधारित्र क्षतिग्रस्त हो जाएगा.
7. वोल्टेज पुनरारंभ करें
एल्युमिनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को चार्ज करें, इसके टर्मिनलों का शॉर्ट-सर्किट, और फिर शॉर्ट-सर्किट लाइन खोलें और इसे कुछ समय के लिए छोड़ दें, the voltage between the two terminals will rise again. The voltage at this time is called the restart voltage.
ढांकता हुआ पर वोल्टेज लागू होने के बाद, ढांकता हुआ के अंदर एक विद्युत परिवर्तन होता है, and the surface of the dielectric carries the applied voltage and positive and negative reverse charges. (ध्रुवीकरण) क्योंकि ध्रुवीकरण की गति तेज या धीमी होती है, वोल्टेज लगाने के बाद, टर्मिनलों के बीच वोल्टेज को 0V . पर सेट करें, लाइन खोलें, और इसे लगाओ. धीमी ध्रुवीकरण प्रतिक्रिया क्षमता टर्मिनलों के बीच वोल्टेज उत्पन्न करती है.
पुनरारंभ वोल्टेज का समय परिवर्तन चित्र में दिखाया गया है. शिखर मूल्य लगभग . के बाद पहुंच जाता है 10-20 दो टर्मिनल खुलने के कुछ दिन बाद, and then gradually decreases. इसके साथ - साथ, बड़े उत्पादों का पुनरुत्थान शक्ति मूल्य (पेंच टर्मिनल प्रकार, बोर्ड स्वावलंबी प्रकार) बढ़ने लगता है.
री-वोल्टेज होने के बाद, अगर दो टर्मिनल गलती से शॉर्ट-सर्किट हो जाते हैं, प्रज्वलन उत्पादन लाइन के कर्मचारियों के लिए आतंक की भावना लाएगा, and the low-voltage driving elements such as the circuit's CPU and memory may also be damaged. As a preventive measure, कृपया संचित चार्ज को लगभग के प्रतिरोध के साथ निर्वहन करें 100 उपयोग करने से पहले 1K ओम तक.
8. एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का जीवन
8.1. जीवन का गणना सिद्धांत
एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का जीवन आम तौर पर इस घटना से प्रभावित होता है कि इलेक्ट्रोलाइट सील के माध्यम से बाहर वाष्पित हो जाता है, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता में कमी और हानि स्पर्शरेखा मूल्य में वृद्धि के रूप में प्रकट होता है.
रिवर्स वोल्टेज लगाने से कैपेसिटर के कैथोड फ़ॉइल की रासायनिक प्रतिक्रिया होगी:
कश्मीर is: रासायनिक प्रतिक्रिया गति
ए: आवृत्ति कारक
इ: सक्रियण ऊर्जा
आर: गैस स्थिरांक
टी: तापमान
यह सूत्र रासायनिक प्रतिक्रिया दर के बीच लघुगणकीय संबंध को दर्शाता है (इलेक्ट्रोलाइट हानि की दर) and temperature. The temperature is determined by the ambient temperature of the aluminum electrolytic capacitor and the ripple current. इसलिए, परिवेश का तापमान और तरंग वर्तमान एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के सेवा जीवन को निर्धारित करते हैं.
एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का वास्तविक सेवा जीवन सूत्र इस प्रकार है (विभिन्न कैपेसिटर में कुछ अंतर होते हैं, सिर्फ संदर्भ के लिए):
एलएक्स सेवा जीवन है.
लो गारंटीकृत आजीवन मूल्य है (विनिर्देश में घोषित जीवनकाल).
काम करने का तापमान है (विनिर्देश में तापमान की ऊपरी सीमा).
टीएक्स वास्तविक परिवेश का तापमान है, एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का वास्तविक परिवेश तापमान.
रिवर्स वोल्टेज लगाने से कैपेसिटर के कैथोड फ़ॉइल की रासायनिक प्रतिक्रिया होगी: हर बार संधारित्र का ऑपरेटिंग तापमान 10°C . बढ़ जाता है, संधारित्र का जीवन दोगुना हो जाता है