电解电容器

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发布时间 2009-03-11

  电解电容器(Electrolytic capacitor )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、硼和氨水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,其安全性将被破坏,电解液将被气化而爆出(即俗称所谓的击穿) 。

有极性电解电容器
图1 常用的有极性电解电容器

  电解电容器的作用

  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。

电解电容器内部结构

图2 电解电容器内部结构图

  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

图3 钽电解电容器图片

  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17,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-50℃~100℃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50kHz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10kHz时钽电容容量下降不到20%,而铝电解电容容量下降达40%。
  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。
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