Tụ điện điện phân nhôm là gì?
Tụ điện điện phân nhôm là tụ điện nhỏ có điện dung cao sử dụng oxit nhôm làm chất điện môi..
Tụ điện loại ướt sử dụng chất điện phân làm cực âm, nhưng cũng có loại tụ điện khô sử dụng chất rắn như polyme dẫn điện với hiệu suất được cải thiện. Bởi vì giá thấp và tính linh hoạt cao, chúng được sử dụng trong nhiều sản phẩm có bảng mạch điện tử, như đồ gia dụng và máy tính cá nhân.
Công dụng của tụ điện điện phân nhôm
Tụ điện điện phân nhôm được sử dụng trong nhiều loại sản phẩm có đế điện tử trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như ô tô, Nhôm tấm tròn được sử dụng rộng rãi trên thế giới, và thiết bị công nghiệp, bởi vì chúng nhỏ hơn, có công suất lớn hơn, và rẻ hơn các tụ điện khác.
Ứng dụng cụ thể như sau:
Lĩnh vực ô tô
Bộ điều khiển động cơ, hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến, điều khiển túi khí, dàn âm thanh xe hơi, hệ thống định vị ô tô
Rượu sâm banh
Tivi, máy ghi âm, Sản phẩm C thường đề cập đến máy tính, thiết bị âm thanh, tủ lạnh, máy giặt, máy điều hoà, nhiều lò vi sóng, Nó có khả năng chống ăn mòn rất tốt đối với nước biển và bầu không khí biển và công nghiệp, máy tính cá nhân, máy chơi game truyền hình
Lĩnh vực thiết bị công nghiệp
Thiết bị sản xuất khác nhau, điều hòa năng lượng cho năng lượng tái tạo
Khi được sử dụng làm bộ điều hòa năng lượng cho năng lượng tái tạo, nhiều người trong số họ sử dụng 10 đến 100 tụ điện điện phân nhôm. Do tính linh hoạt cao của chúng, yêu cầu về hiệu suất của tụ điện điện phân nhôm đang tăng lên hàng năm.
Nguyên lý của tụ điện điện phân nhôm
Tụ điện nhôm sử dụng loại mỏng giấy nhôm cho cực dương và cực âm và oxit nhôm cho chất điện môi. Oxit nhôm được hình thành trên bề mặt lá nhôm bằng quá trình oxy hóa điện hóa (chuyển đổi hóa học).
Bề mặt của lá nhôm được làm không đồng đều bằng quá trình khắc để tăng diện tích bề mặt. Điện dung của tụ điện được biểu thị bằng phương trình sau, tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt của chất điện môi và tỷ lệ nghịch với độ dày của nó.
Điện dung C = ε × S/d
e: Độ thấm điện của chất điện môi S: Diện tích bề mặt của điện môi d: Độ dày của chất điện môi
Một nhược điểm của lớp phủ oxit nhôm là chúng tạo ra nhiều dòng điện rò rỉ hơn các tụ điện khác do dòng điện nhỏ khi đặt điện áp vào.. Cực âm bên trong của tụ điện điện phân nhôm ướt sử dụng dung dịch điện phân, có thể bị rò rỉ trong trường hợp có sự cố.
Một nhược điểm nữa là chất điện phân có thể giảm do rò rỉ hoặc bay hơi chất điện phân., dẫn đến độ bền thấp. Tụ điện điện nhôm khô, Mặt khác, không bay hơi vì polyme dẫn điện được sử dụng cho cực âm bên trong, và bền hơn tụ điện ướt.
Thông tin khác về Tụ điện điện phân bằng nhôm
1. Tuổi thọ của tụ điện điện phân nhôm
Trong số các linh kiện điện tử, tụ điện điện phân nhôm ướt được biết là có tuổi thọ đặc biệt ngắn: trong khi LSI phải hoạt động hàng chục nghìn giờ, một tụ điện điện phân nhôm điển hình có tuổi thọ 2,000 giờ ở 85°C và là một trong những kết quả có độ tin cậy cao 5,000 giờ ở 105°C.
Một trong những nguyên nhân khiến tuổi thọ của tụ điện ngắn là do cấu tạo của tụ điện điện nhôm, trong đó chất điện phân thấm vào giấy cách điện dần dần rò rỉ ra khỏi phần đệm cao su theo thời gian. Khi chất điện phân rò rỉ ra ngoài, điện dung giảm và ESR (điện trở nối tiếp tương đương) sẽ tăng.
Tuổi thọ của tụ điện điện phân bằng nhôm được cho là tuân theo định luật Arrhenius (công thức phản ứng hóa học dựa trên năng lượng nhiệt) khi nhiệt độ dưới nhiệt độ hoạt động tối đa, và tuổi thọ tăng gấp đôi khi nhiệt độ thấp hơn 10°C. Vì vậy, một tụ điện điện phân bằng nhôm có tuổi thọ 2,000 giờ ở 85°C sẽ kéo dài 4,000 giờ nếu sử dụng ở 75°C, và 8,000 giờ ở 65°C.
So với các tụ điện khác, tụ điện điện nhôm có ESR lớn, và khi có dòng điện lớn chạy trong quá trình hoạt động, bên trong tụ điện tạo ra nhiệt. Sự sinh nhiệt này làm cho nhiệt độ của tụ điện tăng lên, Điều này càng thúc đẩy sự rò rỉ chất điện phân và rút ngắn tuổi thọ của tụ điện.
2. Chỉ báo phân cực trên tụ điện điện phân nhôm
Tụ điện phân cực luôn được đánh dấu bằng một số loại chỉ báo để có thể dễ dàng kiểm tra cực tính.
Tụ điện dọc
Nói chung, có một đường ở phía cực âm phía dưới cơ thể. Cũng thế, dây dẫn của điện cực âm bị rút ngắn.
Tụ điện loại gắn trên bề mặt
Điện dung và điện áp chịu đựng được ghi trên bề mặt trên của tụ điện, và có một dấu màu ở một góc. Điện cực bên dưới dấu này là điện cực âm.
Tụ điện loại trục
Đường có mũi tên biểu thị dây dẫn của điện cực âm. Thân tụ điện có phần lõm; phía có hốc này là điện cực dương.
Điều cực kỳ quan trọng là phải kiểm tra chỉ báo cực vì nếu đánh dấu cực sai, tụ điện không chỉ có thể gặp trục trặc mà còn có thể bắt lửa.