电解电容器的知识 (电解电容器的原理)

电解电容器(英文全称：Electrolyticcapacitor)是以电解的方法形成的氧化皮膜作为介质而作成的电容器。而铝电解电容器是以高纯度铝当阳极，和以乙二醇、丙三醇、硼和*等等所组成的糊状物当电解液，在电解液中电解使铝表面产生一层极薄的氧化铝膜为介质所作成的电容器。电解电容器因为电介质薄膜可以作得很薄，因此可以作出体积小容量大的电容器，为大容量电容器的主要的零件。但是电解电容器却有不少缺哈，例如频井特性和温度特性差，而且漏电流和介质损失大等等。另外，当极性被反接时或两端所加得电压超出规格时，其安全性将被*，电解液将被气化而爆出(即俗称所谓的击穿)。一、电解电容器的作用

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滤波作用，在电源电路中，整流电路将交流变成脉动地直流，而在整流电路之后接入一个较大容量地电解电容，利用其充放电特性，使整流后地脉动直流电压变成相对比较稳定地直流电压。在实际中，为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，所以在电源地输出端及负载地电源输入端一般接有数十至数百微法地电解电容．耦合作用：在低频信号地传递与放大过程中，为防止前后两级电路地静态工作点相互影响，常采用电容藕合．为了防止信号中韵低频分量损失过大，一般总采用容量较大地电解电容。定时作用：在定时电路改变电容器容量既改变充放电时间常数，完成电路截止与导通。

二、什么叫钽电解电容采用高纯度之钽为阳极片，构造与电解电容器相似。但其阳极除采用与铝电解电容一般为铝箔外，近年来以多改用钽粉烧结，经化成形成介质面。由于阴极形成之不同，钽电解电容亦如铝电解电容一般，有湿式及固体两种，湿式者以强酸电解液为阴极，固体者以二氧化锰及碳粉并焊锡导出阴极。钽电解电容之信赖度，一般较铝电解电容为高，但其制造成本亦高。

钽电解电容器的外壳上都有CA标记，但在电路中的符号与其它电解电容器符号却是一样。最常见的钽电容结构外形如上图所示。钽电解电容和铝电解电容相比有下述优点：1、体积小由于钽电容采用了颗粒很细的钽粉，而且钽氧化膜的介电常数ε比铝氧化膜的介电常数高，因此钽电容的单位体积内的电容量大。2、使用湿度范围宽一般钽电解电容器都能在－℃~℃的温度下正常工作，虽然铝电解也能在这个范围内工作，但电性能远远不如钽电解。3、寿命长、绝缘电阻高、漏电流小钽电解电容器中钽氧化膜介质不仅耐腐蚀，而且长时间工作能保持良好的性能。4、阻抗频率特性好对频率特性不好的电容器，当工作频率高时电容量就大幅度下降，损耗（tgδ）也急剧上升。但固体电解电容器可工作在kHz以上。钽电容随频率上升，也要出现容量下降现象，但下降幅度较小，有资料表明，工作在kHz时钽电容容量下降不到％，而铝电解电容容量下降达％。5、可靠性高钽氧化膜的化学性能稳定，又因钽阳极基体Ta2O5能耐强酸、强碱，所以它能使用固体或含酸的电阻率很低的液体电解质，这就使得钽电解的损耗要比铝电解电容小，而且温度稳定性良好。三、无极性（双极性）电解电容器它采用双氧化膜结构，类似于两只有极性电解电容器将两个负极相连接后构成，其两个个电极分别与两个金属极板（均粘有氧化膜）相连，两组氧化膜中间为电解质。四、交流用电解电容器分类有很多种，主要用途有：电动机起动用，高频电解电容，专用充放电用。1.电解电容器的特征，其优点即体积小而具大容量。2电解电容器也与其它薄膜等电容器一样具有直流呈开路状态，交流近似短路状态。对低频有阻碍，对高频畅通无阻特性。3.与其他的纸电容器、钽质电容器、薄膜电容器等比较，其电气的特性有如下的缺点:(1)、制品损失(D.F.)较大。(2)、静电容量容许差较大。(3)、泄漏电流较大。(4)、长期放置时泄漏电流增加较大。(5)、使用周围的条件(温度、频率)变化则特性的变化亦较大。

五、使用电解电容器非常要注意以下几点铝电解电容器分正负极，不应加反向电压或交流电压。对可能出现反向电压的电路，应选择无极性电容器。注意：即使无极性电容器，也不能直接用于交流电路。对需要快速充放电的电路，不应使用铝电解电容器，而应选择特别设计的具有较长寿命的电容器。不应使用超载电压。直流电压和纹波电流叠加后的峰值电压不应超过额定工作电压。若两个以上电容器串联，应确保施加电压低于额定值，而且要并联一个平衡电阻，以使每个电容器所加电压相等。电容器使用温度与寿命的关系，请勿让电容器使用超出电容器最高工作温度，电容器的寿命取决于使用温度，一般状况下使用温度每降低℃，预期寿命延长一倍，故尽可能在低温下使用电容器。压力释放装置（防爆口），建议在电容器顶部压力释放装置处至少预留3mm之空间，若无法提供此空间则压力释放装置将无法完全启动。电容器储存，当电容器在无负载电压状况下长时间储存后，漏电流将增加，要使电容器恢复正常，需在使用前以额定电压再次充电，如果电容器储存超过6个月，建议以额定直流工作电压于1KΩ串联电阻保护下并进行充电分钟，同时必须将电容器储存于正常温度~℃含湿度%RH以下的环境下。六、电解液（铝-电解液电容）电解液是最传统的电解质，电解液是由GAMMA丁内酯*加弱酸盐电容质经过加热得到的。普通意义上的铝电解电容的阴极，都是这种电解液。使用电解液阴极有不少好处：首先在于液体与介质的接解面积较大，这样对提升电容量有帮助；其次是使用电解液耐高温能力不错，可使用SMT工艺，同时耐压性也比较强；此外，使用电解液做阴极的电解电容，当介质被击穿之后，只要击穿电流不持续，那么电容能够自愈（金属氧化物可以自动生成）。电解液电容也有其不足之处：首先是在高温环境下容易挥发、渗漏，对寿命和稳定性影响很大，在高温高压下电解液还有可能瞬间汽化，体积增大引起*；其次是电解液所采用的离子导电法其导电率很低，只有0.S/CM（电导率，欧姆的倒数），这造成电容的ESR值（等效串联电阻、阻抗）特别高。阳极为铝、阴极为电解液的电容，其正式名称是铝电解液电容，因为有液体存在，所以被称为“液态”电容。