기사는 알루미늄 전해 커패시터에 대한 철저한 이해를 제공합니다.

우리 자신의 경험을 바탕으로, 다양한 자료를 참조하여 하드웨어 설계 요구 사항과 어려움에 대해 이 문서를 요약했습니다.. 문서를 작성하여, 목적은 자신의 지식을보다 체계적으로 만드는 것입니다, 과거를 복습하면서 새로운 것을 배우다, 그리고 그것이 독자들에게 도움이 되기를 바랍니다., 모두가 함께 배우고 발전할 수 있도록.

2. 알루미늄 전해 콘덴서 개요

2.1, 기본 모델

커패시터는 수동 장치입니다.. 다양한 캐패시터 중에서, 알루미늄 전해 콘덴서는 다른 콘덴서에 비해 같은 사이즈의 경우 CV 값이 크고 가격이 저렴합니다.. 커패시터의 기본 모델은 그림에 나와 있습니다..

정전용량 계산식은 다음과 같다.:

그중, 유전 상수, S는 서로 마주하는 두 극판의 표면적, d는 두 극판 사이의 거리입니다. (유전체의 두께).

정전 용량은 유전 상수에 비례한다는 공식에서 알 수 있습니다., 그리고 판의 표면적은 두 판 사이의 거리에 반비례합니다. 유전체 산화막의 유전율로서 (Al2O3) 알루미늄 전해 콘덴서의 일반적으로 8~10, 이 값은 일반적으로 다른 유형의 커패시터보다 크지 않습니다., 그러나 표면적을 확대하기 위해 알루미늄 호일을 에칭함으로써, 전기화학적 처리를 사용하여 더 얇아짐 내전압성이 높은 산화 유전층으로 알루미늄 전해 커패시터는 다른 커패시터보다 단위 면적당 더 큰 CV 값을 얻을 수 있습니다..

알루미늄 전해 콘덴서의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.:

목적은 자신의 지식을보다 체계적으로 만드는 것입니다

유전체 - 산화물 필름 (Al2O3) 양극 알루미늄 호일 표면에 형성

음극 - 실제 음극은 전해질입니다.

기타 구성 요소에는 전해질이 함침된 전해지가 포함됩니다., 및 전해질에 연결된 캐소드 포일. 요약하자면, 알루미늄 전해 콘덴서는 극성 비대칭 구조의 부품입니다.. 두 전극 모두 양극 알루미늄 호일을 사용하여 양극성 (비극성) 콘덴서.

2.2. 기본 구조

알루미늄 전해 콘덴서 소자의 구조는 그림에 나와 있습니다. 그것은 양극 호일로 구성되어 있습니다, 전해지, 음극 호일 및 단자 (내부 및 외부 단자) 함께 상처, 전해질로 함침, 그리고 알루미늄 케이스에 포장된, 그런 다음 고무로 밀봉.

2.3, 재료의 특성

커패시터 알루미늄 호일 알루미늄 전해 콘덴서의 주재료. 알루미늄 호일이 양극으로 설정됩니다.. 전해액에 통전 후, 산화막 (Al2O3) 알루미늄 호일의 표면에 형성됩니다. 이 산화막은 유전체.

산화피막이 형성된 후의 알루미늄박은 전해액에 정류성을 갖는 금속이다., 다이오드처럼, 밸브 메탈이라고 불리는.

양극 알루미늄 호일

첫 번째, 표면적을 넓히기 위해, 알루미늄 호일 재료는 전기 화학적 에칭을 위해 염화 수용액에 배치됩니다.. 그 다음에, 붕산암모늄 용액에 정격 전압보다 높은 전압을 인가한 후, 유전체 산화물 층 (Al2O3) 알루미늄 호일 표면에 형성. 이 유전층은 매우 얇고 조밀한 산화막, 약 1.1~1.5nm/V, 절연 저항은 약 10^8~10^9Ω/m입니다.. 산화막의 두께는 내전압에 비례.

음극 알루미늄 호일

양극박과 같이, 음극 알루미늄 호일에도 에칭 공정이 있습니다, 그러나 산화 과정이 없다. 그러므로, 소량의 자연 산화 만 있습니다. (Al2O3) 음극 알루미늄 호일 표면에, 견딜 수 있는 전압은 약 0.5V에 불과합니다..

전해질

전해질은 이온에 의해 전기를 전도하는 액체. 진정한 의미의 음극이며 양극 알루미늄 호일의 표면을 연결하는 유전층 역할을 합니다.. 음극 알루미늄 호일, 수집가처럼, 실제 음극과 내부 회로 사이의 연결 역할. 전해액은 콘덴서의 특성을 결정짓는 핵심소재입니다. (온도 특성, 주파수 특성, 서비스 수명, 등.).

전해지

전해지는 주로 전해질 분포의 균형을 유지하고 양극박과 음극박 사이의 간격을 유지하는 역할을 합니다..

2.4. 생산 과정

에칭 (표면적 확장)

에칭의 효과는 알루미늄 호일의 표면적을 확대하는 것입니다.. 에칭은 염화물 용액에 교류 또는 직류를 가하는 전기화학적 공정입니다..

형성 (유전층의 형성)

형성은 유전층을 형성하는 과정이다 (Al2O3) 양극 알루미늄 호일 표면에. 일반적으로, 형성된 알루미늄 호일을 양극으로 사용.

수확고

다른 제품의 크기 요구 사항에 따라, 알루미늄 호일을 자르다 (캐소드 포일 및 애노드 포일) 필요한 크기의 전해지를.

굴곡

음극박과 양극박 사이에 전해지를 삽입, 그런 다음 원기둥 모양으로 감습니다.. 와인딩 과정에서, 음극 호일과 양극 호일이 단자에 연결됩니다..

수태

함침은 요소를 전해질에 담그는 과정입니다.. 전해질은 유전층을 추가로 수리할 수 있습니다..

밀봉하다

실링은 알루미늄 쉘에 소자를 넣은 후 실링재로 밀봉하는 공정이다. (고무, 고무 커버, 등.).

노화 (로 개혁)

에이징은 밀봉된 커패시터에 고온에서 전압을 인가하는 과정입니다.. 이 프로세스는 절단 및 와인딩 프로세스 중에 유전체 층의 일부 손상을 복구할 수 있습니다..

전체 검사, 포장

노화 후, 모든 제품은 전기적 특성을 확인합니다.. 그리고 터미널 처리를 위해, 땋기 등등. 포장.

3. 기본 특성

3.1, 정전 용량

전극의 표면적이 클수록, 더 큰 용량 (전하를 저장하는 능력). 알루미늄 전해콘덴서의 정전용량값은 20℃ 조건에서 시험한 값입니다., 120Hz/0.5V 교류.

온도가 상승함에 따라, 용량이 증가하다; 온도가 감소함에 따라, 용량이 감소하다.

주파수가 높을수록, 용량이 작을수록; 주파수를 낮추다, 더 큰 용량.

3.2, 손실 각도

전해 콘덴서의 등가 회로는 위의 그림과 같습니다 (절연 저항 무시). 주파수가 120Hz일 때 (일반 커패시터의 공칭 손실 각도는 이 주파수에서 측정됩니다.), 주파수는 등가 직렬 인덕턴스 L에 비해 매우 낮습니다., 무시할 수 있도록 L, 손실 각도 모델은 다음과 같습니다:

손실 각 공식을 얻을 수 있습니다:

손실각과 온도의 관계는 아래 그림과 같습니다.. 온도가 높을수록, 손실각이 작을수록.

저온에서, 손실각이 훨씬 커짐을 알 수 있다. 그것은 0.05 20°C에서 0.09 -40°C에서. 공식에 따르면, ESR이 거의 두 배 증가했습니다..

3.3, 누설 전류

누설전류는 알루미늄 전해콘덴서의 특성 중 하나입니다.. DC 전압이 인가될 때, 유전체 산화물 층은 작은 전류가 통과하도록 합니다.. 작은 전류의 이 부분을 누설 전류라고 합니다.. 이상적인 커패시터는 누설 전류를 생성하지 않습니다. (충전 전류와 달리, 이 전류는 전압이 일정하더라도 계속 존재합니다.).

누설 전류는 시간에 따라 변합니다, 그림과 같이, 시간이 지남에 따라 감소한 후 안정적인 값에 도달합니다.. 그러므로, 누설전류 규격값은 20°C에서 일정시간 정격전압을 인가한 후 측정한 값입니다..

온도가 높아지면, 누설 전류가 증가합니다.; 온도가 내려갈 때, 누설 전류 감소, 인가 전압이 감소합니다, 누설 전류 값도 감소.

3.4. 임피던스-주파수 곡선

모델에 따르면, 커패시터의 복소 임피던스는:

임피던스 계수: 28

아래와 같이 임피던스-주파수 곡선을 그립니다.:

1/ωC는 용량성 리액턴스, 그림에서 용량성 리액턴스의 직선은 아래쪽으로 45° 기울어져 있습니다.. ωL은 유도성 리액턴스, 직선은 오른쪽 상단 모서리에 대해 45°의 각도를 형성합니다.. R은 등가 직렬 저항을 나타냅니다.. 저주파 대역에서, 주파수 의존 유전 손실의 영향이 크다, 따라서 R 곡선은 아래쪽. 고주파 범위에서, 전해질과 전해지의 저항값이 지배적이며 더 이상 주파수의 영향을 받지 않습니다., 따라서 R 값은 안정적인 경향이 있습니다..

4. 일반 알루미늄 전해 커패시터 매개변수

제조업체에는 일반적으로 다양한 시리즈의 전해 커패시터가 있습니다., 낮은 ESR, 장수, 그리고 고온. 일반 제품은 성능, 네, 일반적인 온도 및 생활 매개변수는 85℃/105℃-1000h/2000h입니다. 이 섹션은 또한 이러한 종류의 알루미늄 전해 커패시터에 관한 것입니다..

5. 고품질 알루미늄 전해 콘덴서

여기에서 고품질 알루미늄 전해 콘덴서는 일반 알루미늄 전해 콘덴서에 비해. 어떤 특별한 경우에는, 일반 알루미늄 전해 콘덴서는 우리의 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 사실로, 알루미늄 전해 콘덴서 제조업체는 일반적으로 여러 시리즈의 모델을 제공합니다.. 고품질은 주로 세 가지 범주로 나뉩니다.: 고온 저항, 장수, 낮은 임피던스.

목적은 자신의 지식을보다 체계적으로 만드는 것입니다.

장수는 5000h에 도달할 수 있습니다, 고열은 125℃에 도달할 수 있습니다.

6. 비정상적인 전압

비정상적인 전압을 인가하면 콘덴서 내부의 열과 가스로 인해 내부 압력이 증가합니다., 압력이 증가하면 밸브가 열리거나 커패시터가 손상됩니다..

6.1, 과도한 전압

정격 전압보다 높은 전압을 인가하면 양극박의 화학 반응이 일어납니다. (유전체의 형성), 누설 전류의 급격한 증가, 열과 가스를 발생시키는, 내부 압력도 증가합니다..

이 화학 반응은 전압이 증가함에 따라 가속화됩니다., 현재의, 및 주변 온도. 내부 압력이 증가함에 따라, 커패시터가 밸브를 열거나 손상. 또한 커패시터 용량이 감소할 수 있습니다., 증가하는 손실 각 및 누설 전류, 커패시터를 단락시킬 수 있는.

6.2 역 전압

목적은 자신의 지식을보다 체계적으로 만드는 것입니다. 과도한 전압을 가하는 것처럼, 누설 전류가 급격히 증가합니다., 커패시터 내부에서 열과 가스가 발생합니다., 내부 압력이 상승하는 원인이 됩니다..

이 화학 반응은 전압이 증가함에 따라 가속화됩니다., 현재의, 및 주변 온도. 동시에, 정전 용량 감소, 손실 각도가 증가합니다, 누설 전류가 증가합니다..

약 1V의 역전압을 인가하면 용량이 감소합니다.; 2V-3V의 역 전압을 적용하면 용량이 감소합니다., 손실각 증가/누설 전류 증가 및 커패시터 수명 단축. 더 큰 역전압을 인가하면, 밸브가 열리거나 커패시터가 손상됩니다..

7. 재시동 전압

알루미늄 전해 콘덴서 충전, 단자를 단락시키다, 그런 다음 단락 라인을 열고 일정 시간 동안 그대로 두십시오., 두 단자 사이의 전압이 다시 상승합니다.. 이때의 전압을 재기동 전압이라고 한다..

유전체에 전압을 가한 후, 유전체 내부에서 전기적 변화가 일어난다., 유전체의 표면은 인가된 전압과 양전하 및 음전하를 전달합니다.. (편광) 분극의 속도가 빠르거나 느리기 때문에, 전압을 가한 후, 단자 사이의 전압을 0V로 설정, 라인을 열다, 그리고 그것을 배치. 느린 분극 반응 전위는 단자 사이에 전압을 생성합니다..