1. Муқаддима
Конденсаторҳои электролитии алюминий дар айни замон ба ғайр аз конденсаторҳои сафолӣ як қатор конденсаторҳо мебошанд.. Бинобар ин, хамчун инженери аппаратура, шумо бояд хусусиятхои онро азхуд кунед.
Дар асоси тачрибаи худамон, we have summarized this document for the hardware design needs and difficulties by consulting various materials. By writing documents, максад аз он иборат аст, ки дониши худ мураттабтар шавад, аз нав дида баромадани гузаштаро ёд гиред, ва инчунин умедворем, ки он барои хонандагон муфид хоҳад буд, то ки хама якчоя омузанд ва пешравй кунанд.
2. Баррасии конденсаторҳои электролитии алюминий
2.1, модели асосӣ
Конденсаторҳо дастгоҳҳои ғайрифаъол мебошанд. Дар байни конденсаторхои гуногун, 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.
Формулаи ҳисобкунии иқтидори электростатикӣ чунин аст:
Дар байни онҳо, доимии диэлектрикӣ мебошад, S масоҳати сатҳи ду лавҳаи қутбӣ, ки ба ҳамдигар рӯбарӯ ҳастанд, ва d масофаи байни ду плитаи қутбӣ мебошад (ғафсии диэлектрик).
Аз формула дида мешавад, ки иқтидори электростатикӣ ба доимии диэлектрикӣ мутаносиб аст, 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 (Al2O3) конденсаторҳои электролитии алюминий одатан 8 ~ 10 аст, ин арзиш одатан аз дигар намудҳои конденсаторҳо калонтар нест, балки ба воситаи охиш фольгаи алюминй барои васеъ кардани масохати сатх, ва истифодаи коркарди электрохимиявӣ барои бориктар шудан Қабати диэлектрикии оксидшуда ба шиддат тобовартар ба конденсаторҳои электролитии алюминий имкон медиҳад, ки нисбат ба дигар конденсаторҳо арзиши бештари CV дар як воҳид ба даст оранд..
Қисмҳои асосии конденсаторҳои электролитии алюминий инҳоянд:
Анод --- фолгаи алюминий
Диэлектрик - плёнкаи оксиди (Al2O3) дар руи фольгаи алюминии анод ташкил карда шудааст
Катод - Катоди воқеӣ электролит аст
Дигар ҷузъҳо коғази электролитии бо электролит пошидашударо дар бар мегиранд, and cathode foil connected to the electrolyte. Дар ҷамъбаст, aluminum electrolytic capacitors are components with polar asymmetric structure. Both electrodes use anode aluminum foil is a bipolar (ғайриқутбӣ) конденсатор.
2.2. Сохтори асосӣ
Сохтори элементи конденсатори электролитии алюминий дар расм нишон дода шудааст. Он аз фолгаи анодӣ иборат аст, коғази электролитӣ, фольгаи катодй ва терминалхо (терминалҳои дохилӣ ва берунӣ) якҷоя захмдор, бо электролит пошида шудааст, ва ба қуттии алюминий печонида шудаанд, ва баъд бо резина махкам карда мешавад.
2.3, хусусиятҳои мавод
Фолгаи алюминийи конденсатор маводи асосии конденсаторҳои электролитии алюминий мебошад. Фолгаи алюминий ҳамчун анод гузошта шудааст. Пас аз он ки қувваи барқ дар электролит ба вуҷуд меояд, филми оксиди (Al2O3) дар руи фольгаи алюминй ташкил карда мешавад. Ин филми оксид ҳамчун диэлектрик фаъолият мекунад.
Фолгаи алюминий пас аз ба вуҷуд омадани плёнкаи оксид металлест, ки дар электролит хосиятҳои ислоҳкунанда дорад, мисли диод, ки онро металли клапан меноманд.
Аввал, то ки майдони руи замин васеъ карда шавад, the aluminum foil material is placed in an aqueous chloride solution for electrochemical etching. Баъд, баъди дар махлули борати аммоний ба кор андохтани шиддати аз шиддати номиналй баландтар, қабати оксиди диэлектрикӣ (Al2O3) дар руи фольгаи алюминй ташкил карда мешавад. Ин қабати диэлектрикӣ пардаи оксиди хеле тунук ва зич аст, тақрибан 1,1 ~ 1,5 нм/В, 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.
Мисли фолгаи анод, фолгаи алюминии катодй низ процесси охашро дорад, but there is no oxidation process. Бинобар ин, танҳо миқдори ками оксидшавии табиӣ вуҷуд дорад (Al2O3) дар болои фольгаи алюминии катодй, ва шиддати он тоб оварда метавонад, танҳо тақрибан 0,5 В аст.
Электролит
Электролит моеъест, ки тавассути ионҳо қувваи барқ мегузаронад. 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, монанди коллектор, acts as a connection between the real cathode and the internal circuit. Electrolyte is the key material that determines the characteristics of capacitors (хусусиятҳои ҳарорат, хусусиятҳои басомад, мӯҳлати хидмат, ва гайра.).
Коғази электролитӣ
Коғази электролитӣ асосан дар мувозинати тақсимоти электролит ва нигоҳ доштани фосила байни фолгаи катод ва фолгаи анод нақш мебозад..
2.4. Раванди истеҳсолӣ
Эзоҳ (васеъ кардани майдони рӯизаминӣ)
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.
Ташкил (ташаккули қабати диэлектрикӣ)
Ташаккули раванди ташаккули қабати диэлектрикӣ мебошад (Al2O3) on the surface of the anode aluminum foil. Умуман, фольгаи алюминии хосилшударо хамчун анод истифода мебаранд.
зироат
Мувофиқи талаботи андозаи маҳсулоти гуногун, фольгаи алюминийро буред (фольгаи катодй ва фольгаи анодй) ва когази электролизй ба андозаи зарурй.
печондан
Дар байни фолгаи катод ва фолгаи анод когази электролитикиро гузоред, ва сипас онро ба шакли силиндрӣ бод кунед. Дар раванди печонидани, фольгаи катодй ва фольгаи анод ба терминалхо пайваст карда мешаванд.
Импрегнатсия
Impregnation is the process of immersing the element into the electrolyte. The electrolyte can further repair the dielectric layer.
мӯҳр
Мӯҳр ин раванди гузоштани элемент ба қабати алюминий ва сипас бо маводи мӯҳр бастани он мебошад (резина, сарпӯши резинӣ, ва гайра.).
Пиронсолӣ (ислоҳ карда шуд)
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.
Санҷиши пурра, бастабандӣ
Пас аз пиршавӣ, all products will be checked for electrical characteristics. And for terminal processing, braiding and so on. Pack it.
3. Хусусиятҳои асосӣ
3.1, иқтидори электростатикӣ
Масоҳати сатҳи электрод ҳамон қадар зиёдтар бошад, иктидори зиёд (қобилияти нигоҳ доштани заряд). The capacitance value of aluminum electrolytic capacitor is the value tested under the condition of 20℃, 120Ҷараёни тағйирёбандаи Гц/0,5 В.
Баробари баланд шудани харорат, иктидор зиёд мешавад; ки харорат паст мешавад, иктидор кам мешавад.
Чӣ қадаре ки басомад баландтар бошад, иқтидори камтар; басомади пасттар, иктидори калонтар аст.
3.2, кунҷи талафот
Занҷираи эквивалентии конденсатори электролитӣ дар расми боло нишон дода шудааст (ба муқовимати изолятсия эътибор надода). Вақте ки басомад 120 Гц аст (кунҷи талафоти номиналии конденсатори умумӣ дар ин басомад чен карда мешавад), басомад нисбат ба индуктивии силсилаи эквивалентии L хеле паст аст, бинобар ин онро ба эътибор нагирифтан мумкин аст Л, модели кунҷи талафот чунин аст:
Формулаи кунҷи талафотро ба даст овардан мумкин аст:
Муносибати байни кунҷи талафот ва ҳарорат дар расми зер нишон дода шудааст. Ҳарорати баландтар, кунҷи талафот ҳамон қадар хурдтар аст.
Дар ҳарорати паст, дидан мумкин аст, ки кунҷи талафот хеле калон мешавад. аст 0.05 дар 20°С ва 0.09 дар -40°С. Мувофики формула, ESR кариб ду баробар афзуд.
3.3, ҷараёни ихроҷ
Ҷараёни ихроҷ яке аз хусусиятҳои конденсаторҳои электролитии алюминий мебошад. Вақте ки шиддати доимӣ истифода мешавад, қабати оксиди диэлектрикӣ имкон медиҳад, ки ҷараёни хурд гузарад. This part of the small current is called leakage current. The ideal capacitor will not produce leakage current (бар хилофи ҷараёни пуркунандаи барқ, ин ҷараён ҳатто агар шиддат доимӣ бошад ҳам, боқӣ мемонад).
Ҷараёни ихроҷ бо мурури замон тағир меёбад, чунон ки дар расм нишон дода шудааст, it will reach a stable value after decreasing with time. Бинобар ин, арзиши мушаххаси ҷараёни ихроҷ арзишест, ки пас аз татбиқи шиддати номиналӣ дар муддати 20 ° C чен карда мешавад.
Вақте ки ҳарорат баланд мешавад, ҷараёни ихроҷ зиёд мешавад; вакте ки харорат паст мешавад, чараёни ихроч кам мешавад, ва шиддати додашуда паст мешавад, ва арзиши ҷории ихроҷ низ кам мешавад.
3.4. Хатти каҷи импеданс-басомад
Мувофики модел, импеданси комплексии конденсатор аст:
Модули импеданс: 28
Каҷи каҷи басомади импедансро тавре ки дар зер нишон дода шудааст, кашед:
1/ωC реактивии иқтидор аст, 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, таъсири талафоти диэлектрики ба басомад вобаста калон аст, so the R curve is downward. In the high frequency range, арзиши муқовимати электролит ва коғази электролитӣ бартарӣ дорад ва дигар ба басомад таъсир намерасонад, бинобар ин арзиши R устувор аст.
4. Параметрҳои конденсатори электролитии алюминийи оддӣ
Истеҳсолкунандагон одатан силсилаҳои гуногуни конденсаторҳои электролитӣ доранд, ESR паст, умри дароз, and high temperature. The ordinary products are performance, бале, ҳарорати умумӣ ва параметрҳои ҳаёт 85 ℃ / 105 ℃ - 1000h / 2000h мебошанд. Ин бахш инчунин дар бораи ин гуна конденсаторҳои электролитии алюминий мебошад.
5. Конденсаторҳои электролитии алюминийи баландсифат
Конденсаторҳои электролитии алюминийи баландсифат дар ин ҷо нисбат ба конденсаторҳои оддии электролитии алюминий мебошанд. Дар баъзе мавридҳои махсус, ordinary aluminum electrolytic capacitors cannot meet our requirements. Дар асл, Истеҳсолкунандагони конденсаторҳои электролитикии алюминий одатан як қатор моделҳоро пешниҳод мекунанд. Навъҳои баландсифат асосан ба се категория тақсим мешаванд: муқовимати ҳарорати баланд, умри дароз, ва импеданси паст.
Дар расми зерин рӯйхати конденсаторҳои электролитии алюминийи Panasonic нишон дода шудааст.
Муддати дароз метавонад ба 5000 соат расад, ва ҳарорати баланд метавонад ба 125 ℃ мерасад.
6. Шиддати ғайримуқаррарӣ
Истифодаи шиддати ғайримуқаррарӣ боиси гармӣ ва газ дар дохили конденсатор мегардад, ки фишори дохилиро зиёд кунад, ва баланд шудани фишор боиси кушода шудани клапан ва ё вайрон шудани конденсатор мегардад.
6.1, шиддати аз ҳад зиёд
Додани шиддат аз шиддати номиналӣ баландтар боиси реаксияи химиявии фолгаи анод мегардад (ташаккули диэлектрик), ки дар нати-ча тез афзудани чараёни ихроч мегардад, ки гармй ва газ хосил мекунад, ва фишори дохилй низ зиёд мешавад.
Ин реаксияи химиявӣ бо баланд шудани шиддат суръат мегирад, ҷорӣ, 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, кунҷи талафот ва ҷараёни ихроҷ зиёд мешавад, ки боиси расиши кутох дар конденсатор гардад.
6.2 Шиддати баръакс
Ба кор бурдани шиддати баръакс боиси реаксияи химиявии фолгаи катодии конденсатор мегардад. Мисли истифодаи шиддати аз ҳад зиёд, боиси тез афзудани чараёни ихроч мегардад, ва дар дохили конденсатор гармӣ ва газ тавлид мешавад, ки боиси баланд шудани фишори дохилй мегардад.
Ин реаксияи химиявӣ бо баланд шудани шиддат суръат мегирад, ҷорӣ, and ambient temperature. Ҳамзамон, иктидори электростатикй кам мешавад, кунҷи талафот меафзояд, ва ҷараёни ихроҷ зиёд мешавад.
Ба кор бурдани шиддати баръакси тақрибан 1V боиси паст шудани иқтидор мегардад; ба кор бурдани шиддати баръакси 2В—3В боиси паст шудани иктидор мегардад, 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, клапан кушода мешавад ё конденсатор вайрон мешавад.
7. Шиддатро аз нав оғоз кунед
Конденсатори электролитии алюминийро пур кунед, терминалҳои онро кӯтоҳ пайваст кунед, ва баъд хатти ноқилҳои кӯтоҳро кушоед ва онро барои муддате тарк кунед, the voltage between the two terminals will rise again. The voltage at this time is called the restart voltage.
Пас аз он ки ба диэлектрик шиддат дода мешавад, дар дохили диэлектрик тагйири электрики ба амал меояд, and the surface of the dielectric carries the applied voltage and positive and negative reverse charges. (Поляризатсия) Зеро суръати поляризатсия тез ё суст аст, баъди ба кор андохтани шиддат, шиддати байни терминалҳоро ба 0V муқаррар кунед, хат кушоед, ва ҷойгир кунед. Потенсиали реаксияи поляризатсияи суст байни терминалҳо шиддатро ба вуҷуд меорад.
Тағйирёбии вақти шиддати дубора дар расм нишон дода шудааст. Арзиши баландтарин пас аз тақрибан ба даст меояд 10-20 рӯз пас аз кушодани ду терминал, and then gradually decreases. Дар Илова, арзиши нерӯи эҳёи маҳсулоти калон (навъи терминали винт, тахта навъи худтаъминкунанда) ба зиёд шудан майл дорад.
Пас аз он ки дубора шиддат ба амал меояд, агар дар ду терминал тасодуфан ноқилҳои кӯтоҳ пайдо шаванд, оташгирй дар байни коргарони хатти истехсолй хисси вахшат ба вучуд меоварад, and the low-voltage driving elements such as the circuit's CPU and memory may also be damaged. As a preventive measure, лутфан заряди ҷамъшударо бо муқовимати тақрибан холӣ кунед 100 то 1К Ом пеш аз истифода.
8. Ҳаёти конденсаторҳои электролитии алюминий
8.1. Принсипи ҳисобкунии ҳаёт
Ҳаёти конденсаторҳои электролитии алюминий одатан аз падидае вобаста аст, ки электролит дар берун тавассути мӯҳр бухор мешавад., ки он хамчун кам шудани иктидори электростатикй ва зиёд шудани арзиши тангенси талафот зохир мегардад.
Муносибати байни суръати бухоршавии электролит ва хароратро конуни Аррениус ифода мекунад.:
к аст: суръати реаксияи химиявӣ
А: Омили басомад
Э: Энергияи фаъолсозӣ
Р: Газ доимӣ
Т: ҳарорат
Ин формула муносибати логарифмикиро байни суръати реаксияи химиявӣ нишон медиҳад (суръати талафоти электролитҳо) and temperature. The temperature is determined by the ambient temperature of the aluminum electrolytic capacitor and the ripple current. Бинобар ин, харорати мухити атроф ва чараёни пурчушу хуруш мухлати хизмати конденсатори электролитии алюминийро муайян мекунанд.
Формулаи ҳаёти воқеии конденсаторҳои электролитии алюминий чунин аст (конденсаторҳои гуногун баъзе фарқиятҳо доранд, танҳо барои истинод):
Lx - мӯҳлати хидмат.
Lo арзиши кафолатноки умр аст (мӯҳлати дар мушаххасот эълоншуда).
То ҳарорати кор аст (маҳдудияти болоии ҳарорат дар мушаххасот).
Tx ҳарорати воқеии муҳити зист аст, ҳарорати воқеии муҳити конденсатори электролитии алюминий.
Инро ба даст овардан осон аст: хар дафъае, ки харорати кори конденсатор 10°С зиёд мешавад, мудлати конденсатор ду баробар зиёд мешавад