1. Kirish
Alyuminiy elektrolitik kondansatkichlar hozirgi vaqtda keramik kondansatörlarga qo'shimcha ravishda turli xil kondensatorlardir.. Shuning uchun, apparat muhandisi sifatida, uning xususiyatlarini o'zlashtirishingiz kerak.
O'z tajribamizga asoslanib, biz ushbu hujjatni turli xil materiallarga murojaat qilish orqali apparat dizayni ehtiyojlari va qiyinchiliklari uchun umumlashtirdik. By writing documents, maqsad bilimlarni tizimliroq qilishdir, o'tmishni ko'rib chiqish orqali yangi narsalarni o'rganing, Shuningdek, u o'quvchilarga foydali bo'ladi deb umid qilaman, hamma birgalikda o'rganishi va taraqqiyotga erishishi uchun.
2. Alyuminiy elektrolitik kondensatorlarning umumiy ko'rinishi
2.1, asosiy model
Kondensatorlar passiv qurilmalardir. Turli xil kondansatörler orasida, 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.
Elektrostatik quvvatni hisoblash formulasi quyidagicha:
Ular orasida, dielektrik doimiydir, S - bir-biriga qaragan ikkita qutb plitalarining sirt maydoni, va d - ikkita qutb plitalari orasidagi masofa (dielektrikning qalinligi).
Formuladan ko'rinib turibdiki, elektrostatik sig'im dielektrik o'tkazuvchanligiga proportsionaldir, 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) alyuminiy elektrolitik kondansatkichlarning soni odatda 8 ~ 10 ni tashkil qiladi, bu qiymat odatda boshqa turdagi kondansatörlardan katta emas, lekin sirt maydonini kengaytirish uchun alyuminiy folga bilan ishqalanish orqali, va yupqaroq olish uchun elektrokimyoviy ishlov berishdan foydalanish Ko'proq kuchlanishga chidamli oksidlangan dielektrik qatlam alyuminiy elektrolitik kondansatkichlarga boshqa kondansatkichlarga qaraganda birlik maydoni uchun kattaroq CV qiymatiga erishishga imkon beradi..
Alyuminiy elektrolitik kondansatkichlarning asosiy komponentlari quyidagilardan iborat:
Anod --- alyuminiy folga
Dielektrik - oksidli plyonka (Al2O3) anodli alyuminiy folga yuzasida hosil bo'lgan
Katod - haqiqiy katod elektrolitdir
Boshqa komponentlarga elektrolit bilan singdirilgan elektrolitik qog'oz kiradi, and cathode foil connected to the electrolyte. qisqa bayoni; yakunida, aluminum electrolytic capacitors are components with polar asymmetric structure. Both electrodes use anode aluminum foil is a bipolar (qutbsiz) kondansatör.
2.2. Asosiy tuzilma
Alyuminiy elektrolitik kondansatör elementining tuzilishi rasmda ko'rsatilgan. U anodli folgadan iborat, elektrolitik qog'oz, katod folga va terminallar (ichki va tashqi terminallar) birga yara, elektrolitlar bilan singdirilgan, va alyuminiy qutiga qadoqlangan, va keyin kauchuk bilan yopiladi.
2.3, materialning xususiyatlari
Kondensator alyuminiy folga alyuminiy elektrolitik kondansatkichlarning asosiy materialidir. Alyuminiy folga anod sifatida o'rnatiladi. Elektrolitda elektr quvvati yoqilgandan so'ng, oksidli plyonka (Al2O3) alyuminiy folga yuzasida hosil bo'ladi. Bu oksid plyonkasi dielektrik vazifasini bajaradi.
Oksid plyonkasi hosil bo'lgandan keyin alyuminiy folga elektrolitda to'g'rilash xususiyatiga ega bo'lgan metalldir, diod kabi, bu valf metalli deb ataladi.
Birinchidan, sirt maydonini kengaytirish uchun, the aluminum foil material is placed in an aqueous chloride solution for electrochemical etching. Keyin, ammoniy borat eritmasida nominal kuchlanishdan yuqori kuchlanishni qo'llashdan keyin, dielektrik oksid qatlami (Al2O3) alyuminiy folga yuzasida hosil bo'ladi. Bu dielektrik qatlam juda nozik va zich oksidli plyonkadir, taxminan 1,1 ~ 1,5 nm / V, 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.
Anod folga kabi, katodli alyuminiy folga ham qirqish jarayoniga ega, but there is no oxidation process. Shuning uchun, faqat oz miqdorda tabiiy oksidlanish mavjud (Al2O3) katod alyuminiy folga yuzasida, va u bardosh bera oladigan kuchlanish faqat taxminan 0,5V ni tashkil qiladi.
Elektrolit
Elektrolit ionlar orqali elektr tokini o'tkazadigan suyuqlikdir. 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, kollektor kabi, acts as a connection between the real cathode and the internal circuit. Electrolyte is the key material that determines the characteristics of capacitors (harorat xususiyatlari, chastota xususiyatlari, xizmat muddati, va boshqalar.).
Elektrolitik qog'oz
Elektrolitik qog'oz asosan elektrolitlar taqsimotini muvozanatlashda va katod folga va anod folga orasidagi bo'shliqni saqlashda rol o'ynaydi..
2.4. Ishlab chiqarish jarayoni
Naqsh (sirt maydonini kengaytirish)
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.
Shakllanish (dielektrik qatlam hosil bo'lishi)
Shakllanish - dielektrik qatlam hosil qilish jarayoni (Al2O3) on the surface of the anode aluminum foil. Umuman, hosil qilingan alyuminiy folga anod sifatida ishlatiladi.
Ekin
Turli xil mahsulotlarning o'lcham talablariga muvofiq, alyuminiy folga kesib oling (katod folga va anod folga) va elektrolitik qog'ozni kerakli o'lchamda.
O'rash
Katod folga va anod folga orasiga elektrolitik qog'oz soling, va keyin uni silindrsimon shaklga o'rang. O'rash jarayonida, katod plyonkasi va anod plyonkasi terminallarga ulanadi.
Emdirish
Impregnation is the process of immersing the element into the electrolyte. The electrolyte can further repair the dielectric layer.
muhr
Muhrlash - elementni alyuminiy qobiqqa solib, keyin uni yopishtiruvchi material bilan yopishtirish jarayoni (kauchuk, kauchuk qopqoq, va boshqalar.).
Qarish (ga isloh qilingan)
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.
To'liq tekshirish, qadoqlash
Qarishdan keyin, all products will be checked for electrical characteristics. And for terminal processing, braiding and so on. Pack it.
3. Asosiy xususiyatlar
3.1, elektrostatik quvvat
Elektrodning sirt maydoni qanchalik katta bo'lsa, quvvati qanchalik katta (zaryadni saqlash qobiliyati). The capacitance value of aluminum electrolytic capacitor is the value tested under the condition of 20℃, 120Hz / 0,5 V o'zgaruvchan tok.
Harorat oshishi bilan, quvvati ortadi; harorat pasayganda, qobiliyati pasayadi.
Chastota qanchalik baland, sig'imi qanchalik kichik bo'lsa; chastota qanchalik past bo'lsa, sig'imi qanchalik katta.
3.2, yo'qotish burchagi
Elektrolitik kondansatörning ekvivalent sxemasi yuqoridagi rasmda ko'rsatilgan (izolyatsiya qarshiligiga e'tibor bermaslik). Chastota 120 Gts bo'lganda (umumiy kondansatkichning nominal yo'qotish burchagi bu chastotada o'lchanadi), chastotasi ekvivalent seriyali induktivlik L ga nisbatan juda past, shuning uchun uni e'tiborsiz qoldirish mumkin L, yo'qotish burchagi modeli quyidagicha:
Yo'qotish burchagi formulasini olish mumkin:
Yo'qotish burchagi va harorat o'rtasidagi munosabat quyidagi rasmda ko'rsatilgan. Harorat qanchalik baland bo'lsa, yo'qotish burchagi qanchalik kichik bo'lsa.
Past haroratlarda, yo'qotish burchagi ancha katta bo'lishini ko'rish mumkin. Bu 0.05 20 ° C da va 0.09 -40 ° C da. Formulaga ko'ra, ESR deyarli ikki baravar oshdi.
3.3, qochqin oqimi
Oqish oqimi alyuminiy elektrolitik kondansatkichlarning xususiyatlaridan biridir. DC kuchlanish qo'llanilganda, dielektrik oksid qatlami kichik oqim o'tishiga imkon beradi. This part of the small current is called leakage current. The ideal capacitor will not produce leakage current (zaryadlash oqimidan farqli o'laroq, bu oqim kuchlanish doimiy bo'lsa ham mavjud bo'lib qoladi).
Oqish oqimi vaqt o'tishi bilan o'zgaradi, rasmda ko'rsatilganidek, it will reach a stable value after decreasing with time. Shuning uchun, qochqin oqimining spetsifikatsiya qiymati - 20 ° C da bir muddat nominal kuchlanish qo'llanilgandan keyin o'lchanadigan qiymat.
Harorat ko'tarilganda, qochqin oqimi kuchayadi; harorat pasayganda, qochqin oqimi kamayadi, va qo'llaniladigan kuchlanish kamayadi, va oqish oqimi qiymati ham kamayadi.
3.4. Empedans-chastota egri chizig'i
Modelga ko'ra, kondansatörning kompleks empedansi:
Empedans moduli: 28
Empedans-chastota egri chizig'ini quyida ko'rsatilgandek chizing:
1/ōC - sig'imli reaktivlik, 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, chastotaga bog'liq dielektrik yo'qotishning ta'siri katta, so the R curve is downward. In the high frequency range, elektrolit va elektrolitik qog'ozning qarshilik qiymati ustunlik qiladi va endi chastotaga ta'sir qilmaydi, shuning uchun R qiymati barqaror bo'lishga intiladi.
4. Oddiy alyuminiy elektrolitik kondansatör parametrlari
Odatda ishlab chiqaruvchilar turli xil elektrolitik kondansatkichlarga ega, past ESR, uzoq umr, and high temperature. The ordinary products are performance, ha, umumiy harorat va hayot parametrlari 85 ℃ / 105 ℃ - 1000 soat / 2000 soat. Ushbu bo'lim shuningdek, alyuminiy elektrolitik kondansatkichlar haqida.
5. Yuqori sifatli alyuminiy elektrolitik kondansatkichlar
Bu erdagi yuqori sifatli alyuminiy elektrolitik kondansatkichlar oddiy alyuminiy elektrolitik kondansatkichlarga nisbatan. Ba'zi maxsus holatlarda, ordinary aluminum electrolytic capacitors cannot meet our requirements. Aslida, alyuminiy elektrolitik kondansatör ishlab chiqaruvchilari odatda bir nechta modellarni taqdim etadilar. Yuqori sifatlilar asosan uch toifaga bo'linadi: yuqori harorat qarshiligi, uzoq umr, va past empedans.
Quyidagi rasmda Panasonic alyuminiy elektrolitik kondansatkichlari ro'yxati ko'rsatilgan.
Uzoq umr 5000 soatga yetishi mumkin, va yuqori harorat 125 ℃ ga yetishi mumkin.
6. Anormal kuchlanish
G'ayritabiiy kuchlanishni qo'llash kondansatör ichidagi issiqlik va gazni ichki bosimni oshirishga olib keladi, va bosimning oshishi valfning ochilishiga yoki kondansatkichning shikastlanishiga olib keladi.
6.1, haddan tashqari kuchlanish
Nominal kuchlanishdan yuqori kuchlanishni qo'llash anod plyonkasining kimyoviy reaktsiyasini keltirib chiqaradi (dielektrik hosil bo'lishi), qochqin oqimining tez o'sishiga olib keladi, issiqlik va gaz hosil qiladi, ichki bosim ham ortadi.
Bu kimyoviy reaksiya kuchlanish kuchayishi bilan tezlashadi, joriy, 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, yo'qotish burchagi va qochqin oqimi kuchayadi, kondansatkichning qisqa tutashuviga olib kelishi mumkin.
6.2 Teskari kuchlanish
Teskari kuchlanishni qo'llash kondansatörning katod plyonkasining kimyoviy reaktsiyasini keltirib chiqaradi. Haddan tashqari kuchlanishni qo'llash kabi, qochqin oqimining tez ortishiga olib keladi, va kondansatör ichida issiqlik va gaz hosil bo'ladi, bu ichki bosimning oshishiga olib keladi.
Bu kimyoviy reaksiya kuchlanish kuchayishi bilan tezlashadi, joriy, and ambient temperature. Xuddi o'sha payt, elektrostatik quvvat kamayadi, yo'qotish burchagi ortadi, va oqish oqimi ortadi.
Taxminan 1V teskari kuchlanishni qo'llash quvvatning pasayishiga olib keladi; 2V-3V teskari kuchlanishni qo'llash quvvatning pasayishiga olib keladi, 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, vana ochiladi yoki kondansatör shikastlanadi.
7. Qayta ishga tushirish kuchlanishi
Alyuminiy elektrolitik kondansatkichni zaryadlang, uning terminallarini qisqa tutashuv, va keyin qisqa tutashuv chizig'ini oching va uni bir muddat qoldiring, the voltage between the two terminals will rise again. The voltage at this time is called the restart voltage.
Dielektrikga kuchlanish kiritilgandan so'ng, dielektrik ichida elektr o'zgarishi sodir bo'ladi, and the surface of the dielectric carries the applied voltage and positive and negative reverse charges. (Polarizatsiya) Chunki qutblanish tezligi tez yoki sekin, kuchlanish qo'llanilgandan keyin, terminallar orasidagi kuchlanishni 0V ga o'rnating, qatorni oching, va joylashtiring. Sekin polarizatsiya reaktsiyasi potentsiali terminallar o'rtasida kuchlanish hosil qiladi.
Qayta ishga tushirish kuchlanishining vaqt o'zgarishi rasmda ko'rsatilgan. Maksimal qiymatga taxminan keyin erishiladi 10-20 ikkita terminal ochilgandan bir necha kun o'tgach, and then gradually decreases. Bunga qo'chimcha, yirik mahsulotlarning qayta tiklanish quvvati qiymati (vintli terminal turi, taxta o'z-o'zini qo'llab-quvvatlovchi turi) ortishga intiladi.
Qayta kuchlanish paydo bo'lgandan keyin, agar ikkita terminal tasodifan qisqa tutashgan bo'lsa, ateşleme ishlab chiqarish liniyasi ishchilariga dahshat hissi keltiradi, and the low-voltage driving elements such as the circuit's CPU and memory may also be damaged. As a preventive measure, Iltimos, to'plangan zaryadni taxminan qarshilik bilan chiqarib tashlang 100 foydalanishdan oldin 1K ohm gacha.
8. Alyuminiy elektrolitik kondansatkichlarning ishlash muddati
8.1. Hayotning hisoblash printsipi
Alyuminiy elektrolitik kondansatkichlarning ishlash muddati odatda elektrolitning muhr orqali tashqarida bug'lanishi hodisasiga ta'sir qiladi., elektrostatik quvvatning pasayishi va yo'qotish tangens qiymatining oshishi sifatida namoyon bo'ladi.
Elektrolitning bug'lanish tezligi va harorat o'rtasidagi bog'liqlik Arrenius qonuni bilan ifodalanadi.:
k hisoblanadi: kimyoviy reaktsiya tezligi
A: Chastota omili
E: Faollashtirish energiyasi
R: Gaz doimiy
T: harorat
Bu formula kimyoviy reaksiya tezligi o'rtasidagi logarifmik bog'lanishni ko'rsatadi (elektrolitlarni yo'qotish tezligi) and temperature. The temperature is determined by the ambient temperature of the aluminum electrolytic capacitor and the ripple current. Shuning uchun, atrof-muhit harorati va dalgalanma oqimi alyuminiy elektrolitik kondansatkichning ishlash muddatini aniqlaydi.
Alyuminiy elektrolitik kondansatkichlarning haqiqiy xizmat qilish muddati formulasi quyidagicha (turli kondensatorlar ba'zi farqlarga ega, faqat ma'lumot uchun):
Lx - xizmat muddati.
Lo - kafolatlangan umr bo'yi qiymati (spetsifikatsiyada e'lon qilingan xizmat muddati).
To - ish harorati (spetsifikatsiyadagi haroratning yuqori chegarasi).
Tx - haqiqiy muhit harorati, alyuminiy elektrolitik kondansatkichning haqiqiy muhit harorati.
Buni olish oson: har safar kondansatörning ish harorati 10 ° C ga oshadi, kondansatkichning ishlash muddati ikki barobar ortadi