鋁電解電容器工程技術(shù)

1、一、電容器的定義1、電容器由兩個(gè)導(dǎo)電極板，中間放置著具有介電特征的物質(zhì)所組成的分立 元件。2、電解電容器一一兩個(gè)極板有陽(yáng)（正）極和陰（負(fù)）極之分，其中作為陽(yáng)極的 是采用特定的閥金屬，并在該金屬表面上籍助于電化學(xué)方法生成一極薄且具有 單向?qū)щ娦缘难趸ぷ鳛榻橘|(zhì)，而陰極通常是采用能生成和修復(fù)介質(zhì)氧化膜的 液狀或固狀的電解質(zhì)，這樣一種特殊結(jié)構(gòu)和特殊工藝制造的電容器。二、電氣參數(shù)鋁電解電容器常用標(biāo)稱：電容量（Cr）、損耗角正切（tgS）、漏電流（Ilc）、 額定工作電壓（Ur）、阻抗（Z）1、電容量：是指在電容器上標(biāo)明的電容量值，是設(shè)計(jì)容量的名義值。2、損耗角正切：用于脈動(dòng)電路中的鋁電解電容器，實(shí)際上

2、要消耗一小部分有功 的電功率，這可用損耗角正切來(lái)表征，它是電容器電能量損耗的有功功率與無(wú)功功率之比。對(duì)于電解電容較常采用串聯(lián)等效電路，如圖1-1所示，則其損耗角正切tg 3為:tg s =IrI丄ceCr(JCrrUCrC圖1-1等效串聯(lián)電路和電流電壓矢量圖3、漏電流漏電流：當(dāng)對(duì)電容器施加直流電壓時(shí)，將觀察到充電電流的變化：開(kāi)始很大，然后逐漸隨時(shí)間而下降，但并不等于零，而是達(dá)到某一終值后，趨于穩(wěn)定 狀態(tài)，這一終值稱為漏電流。漏電流Ilc是電解電容器五大電參數(shù)之一，用來(lái)表征電解電容器的絕緣質(zhì) 量。與施加電壓的大小、環(huán)境溫度的高低和測(cè)試時(shí)間的長(zhǎng)短都有密切關(guān)系，故 在規(guī)定漏電流值時(shí)必須標(biāo)明其測(cè)試時(shí)間

3、“ t”、施加電壓“ U”和環(huán)境溫度“ T” 的大小。Ilc與測(cè)試時(shí)間（即施加電壓時(shí)間）、施加電壓大小和環(huán)境溫度之間的 關(guān)系如圖1-2所示。圖1-2電解電容器的漏電流與測(cè)試時(shí)間、施加電壓和環(huán)境溫度的關(guān)系對(duì)于鋁電解電容器，漏電流通常用下式表示：Ilc二KCU + MA式中：C電容器的標(biāo)稱電容量（a F）;U 額定工作電壓（V）；K, M常數(shù)。其中K值，稱之為漏電流常數(shù)。對(duì)于不同類型的電解電容器具有不同值，如CD11型產(chǎn)品，K=0.03; CD110型產(chǎn)品，K=0.01;低漏電流產(chǎn)品，K=0.001 0.002。對(duì)于M值，除了主要考慮氧化膜本身漏電流外， 還應(yīng)考慮到電容器表面 漏導(dǎo)電流的影響。M值

4、主要取決于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和 CU值的大小。CU值較小者， 其表面漏導(dǎo)電流影響較大，M值也相應(yīng)附加較大值；CU值較大者，表面漏導(dǎo) 電流影響就較小，M值可以忽略不計(jì)。所以M值可以在020范圍內(nèi)取值。4、額定工作電壓（Ur ）指在下限類別溫度和額定溫度之間的任一溫度下， 可以連續(xù)施加在電容器的 最大直流電壓或最大交流電壓有效值或脈沖電壓的峰值。5、阻抗（Z）【將由下一節(jié)解釋】三、主要電氣參數(shù)分析1阻抗、電容量、損耗角正切和等效串聯(lián)電阻的關(guān)系對(duì)電解電容器來(lái)說(shuō)，通常用是容量 C、損耗角正切tgS和、阻抗Z或等效串聯(lián)電阻ESR來(lái)描述在脈動(dòng)電路中的電氣特性。一般電解電容器的電感量L不太大，不會(huì)超過(guò)100nH （納

5、亨），電解電容器的等效電路圖1-3所示Lr圖1-3電解電容器的等效電路該電路中AB兩端的復(fù)阻抗為:Z= r+j 3 L+1J3C=r-j阻抗模量為:="r2+ A 3 L2 = Vr2+ (Xc- Xl) 21 2 233CV tg s + ( 1-3 2lc)1 2 2 23 c ( 3 rC)+ (1-3 LC)=當(dāng)L很小時(shí)，3 2LC<<1，貝y：I Z I = "3c V1 + tg2s因此，電容器的阻抗將隨著損耗角正切的增加而增大。 這意味著在同一電壓下,阻抗大者容許通過(guò)的交流電流要小一些，換言之,即由于電容器有損耗,所以在電路中它的電容量相應(yīng)地有所減

6、小，不是測(cè)試出來(lái)的 C值,而是的有效電容量：C效二C/V tg2s +(1- w 2LC)22當(dāng) w LC< 1C 效二C/ V 1 + tg2 8而C效不能直接由測(cè)量?jī)x測(cè)出，只能從丨Z丨或從施加的電壓和通過(guò)的電流 值計(jì)算：1乙=就 IU/I丨.顯然，電容的阻抗值，概括了各種影響因素既能所映電容本身在電路中真正 作用,又能根據(jù)它的溫度頻率特性的好壞，從中分析電容器的工藝及結(jié)構(gòu)是否合 理,例如，低溫時(shí)阻抗增大很多，從而工藝上分析原因，頻率升高時(shí)，阻抗值下降 遲緩，也如要從工藝上找原因.由電解電容器串聯(lián)等效電路得知：tg 8 =wCr式中損耗電阻r是由三部分組成的：a、氧化膜介質(zhì)損耗的等效串

7、聯(lián)電阻 r介；b、代表工作電解液的等效串聯(lián)電阻r液；c、代表金屬電極、弓I出線(片) 以及接觸電阻等組成的r金。即：r =r介+r液+r金r被稱為等效串聯(lián)電阻，英文縮寫(xiě)為ESR( equivale nt series resista nee)。故:ESR=tg8GOC2溫度頻率特性電解電容器的主要電氣能數(shù)C、tg 8和Z與使用環(huán)境溫度、頻率有著極為密切的依賴關(guān)系。所謂溫度特性指電容器的 C、tg 5和Z隨環(huán)境溫度變化 的規(guī)律性，而頻率特性則描述電容器的 C、tg 5和Z隨頻率變化的規(guī)律性。 電容器的溫度頻率性不僅反映介質(zhì)微觀變化的內(nèi)在規(guī)律，而且還與電解液的性質(zhì)、電解紙的種類以及電容器的結(jié)構(gòu)等因

8、素有關(guān)。當(dāng)然從使用角度來(lái)看，要求它隨溫度頻率的變化越小越好2. 1頻率特性2.1.1 C、tg 5 f 關(guān)系在低頻段，構(gòu)成電容器的介質(zhì)，其偶極子極化能跟得上外加電場(chǎng)頻率的 變化，這樣介質(zhì)極化率就大，其極化對(duì)容量的貢獻(xiàn)也就大，且損耗也??；在 高頻段，則與上述相反，隨著頻率的提高，介質(zhì)偶極子極化跟不上外加電場(chǎng) 的變化，C就會(huì)下降，tg 5增加，這種變化關(guān)系如圖1-4所示。CZ圖1-4電容量與頻率曲線圖1-5 阻抗與頻率曲線2.1.2 Zf關(guān)系由于電解電容器固有電感的影響，使阻抗Z的頻率特性曲線存在“U'形的特性，如圖1-5所示。從公式中可以看出（復(fù)阻抗），在低頻段容抗在阻抗中 占主要地位，

9、隨著頻率的增加，阻抗減小，當(dāng)阻抗達(dá)到某一最低值時(shí)，此頻率 為諧振頻率。在高頻段，感抗影響占主要地位，電感是由電流流過(guò)金屬電極、 引線和金屬外殼時(shí)所形成的。下面列舉不同規(guī)格的鋁電解電容器16V470uF和250 V10uF、47uF、100uF,其阻抗頻率特性 1-6所示。10000100100HZ1000Z nnQ10010-40 C85 C10 1000 10000010Z/ mQ250V10uF' 、250V47uF250V100uFf/Hz-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100120T/ C(a) Zf(b) ZT圖1-6典型鋁電解電容器的阻抗溫度頻率特性2.

10、 2溫度特性2.2.1 C tg 3 T關(guān)系由于電解液是離子導(dǎo)電，離子導(dǎo)電能力都毫不例外地隨著溫度的增加而增加。在低溫時(shí)電解液趨于“冰凍”，其離子的遷移運(yùn)動(dòng)受到的阻力將大大增加,并隨著溫度的趨低而變大，最終導(dǎo)致 r液則Cr=cc紙C+C'紙tg 5將隨著r液的增大而變大。同理，在高溫時(shí)，r液變小，tgS隨之減小，而 C t C。鋁電解電容器tg 3溫度特性主要取決于工作電解液，特別是它的低溫電阻率 大小，它的一般規(guī)律是：A. 使用低溫特性好的工作電解液要比使用差的其tg 5溫度特性好，B. 高額電壓的tg3溫度特性比低壓的要好一些，C. 電容量小的一般要比電容量大的tg 5溫度特性好，

11、D. 使用腐蝕系數(shù)小的鋁箔要比系數(shù)大的tg 5溫度特性好。鋁電解電容的tgs要從三個(gè)方面考慮：A. 電解紙的tg 5B. 電解液的電導(dǎo)率C. 正極箔的tg 5222 ZT關(guān)系從公式（阻抗模量）看出，隨著溫度的提高，tg5下降，C也有些增加, 但因tg5急速下降，故阻抗Z將隨著環(huán)境溫度的升高有較快速率下降，見(jiàn)圖1-6所示。2. 3有關(guān)參數(shù)的影響從等效電路來(lái)看，卷繞型箔式電容影響 C和tg 5的主要參數(shù)是丫解和C紙以及陽(yáng)極箔的表面狀態(tài)等，浸漬紙電阻（Y解）的計(jì)算，Y解是指以易浸潤(rùn)的襯墊紙 或其他多孔性纖維材料浸透了工作電解液后的電阻，也是稱為襯墊物電阻:(Q)d紙Za其中：襯墊材料的滲透系數(shù)，與其

12、多孔性結(jié)構(gòu)有關(guān)。浸漬后襯墊材料的電阻率歲=電解液的電阻率（密度較小的電解紙，其損耗相對(duì)較?。?電解電容襯墊紙的=2535p液一電解液的電阻率cm ）d紙一襯墊材料的厚度（cm）A-陽(yáng)極箔的外觀幾何尺寸表面積可見(jiàn)，值越大，表明襯墊物滲透能力差，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)所用工作電解液在某一低溫下如發(fā)生微晶析出現(xiàn)象，將阻塞襯墊物的結(jié)構(gòu)空隙，從而使值顯著增加，所以值以與電解液的成分和使用溫度有關(guān)，在低溫大并不是一個(gè)常數(shù)，甚至?xí)黾訋妆丁：实挠绊懀河捎陉?yáng)極箔腐蝕參數(shù)高，鋁箔表面的氧化膜是微孔結(jié)構(gòu)，且電解液是有一 定粘性，較難完全浸入微孔之中，導(dǎo)致陽(yáng)極箔實(shí)際的有效表面積比理論表面積 小，因而實(shí)際電容量就偏低，且含

13、浸率隨著陽(yáng)極箔比容的增大和電解液粘度的增 加而下降。3.影響分析3. 1工作電解液的影響工作電解液的電阻率大小，對(duì)Y解起決定性作用，從Y解肯P液去 可以得知；而且它還是一個(gè)變量，這才給電容器的 C和tg 5的溫頻特性帶來(lái)關(guān)鍵的影響。據(jù)華爾頓定律，溶液的粘度和電導(dǎo)率的積為一常數(shù)，當(dāng)?shù)蜏貢r(shí)，粘度上升，離子遷移率降低，所以電阻率增加，甚至在更低溫度，電解液還可以結(jié)晶。那么p值將增大到不能容忍的程度，因此用粘度大一些的電解液浸漬襯墊物，其 Y解將比粘度較小的電解液大得多，這樣可知，粘度較小的工作電解液的電容 器，是有相對(duì)較佳的C和tg 5的溫度特性。我們希望電解液的電阻率和溫度的關(guān)系比較平坦，即希望低

14、溫（-55 C）時(shí),電解質(zhì)的p的值不大于常溫時(shí)的10-20倍，即 P -55 /p +20 10-20最多不大于50倍。3. 2額定電壓的影響當(dāng)標(biāo)稱電容量是一定時(shí)，如 U額高，則必形成較厚的氧化膜。如此，在高額 電壓下比低額電壓要求有較大的陽(yáng)極箔表面積。除了用腐蝕方法增大箔的有效 面積外，另一辦法就是直接增大箔的幾何尺寸。但如從陽(yáng)極箔的需要表面積增大來(lái)看，因?yàn)檠趸ず穸扰c形成電壓成正比， 如保持C不變，當(dāng)U提高n倍時(shí), 陽(yáng)極箔表面積也將增大n倍（假定形成電壓與額定電壓的比值相同）。如果額定 電解液的p液隨U額高低不同所起的影響不是如此顯著，低壓電容器的 丫解比同 C的高壓電容器大得多，所以前者

15、的 C、tgs溫度和頻率特性要差一些。4漏電流及抑制漏電流回升的對(duì)策 4.1漏電流產(chǎn)生的根源鋁電解電容器的介質(zhì)膜是由電化學(xué)方法形成的AI2O3膜，因厚度極薄，易受原材料純度、制造工藝等因素的影響，故在介質(zhì)膜表面總是或多或少存在微 小縫隙、雜質(zhì)和疵點(diǎn)，同時(shí)在晶體結(jié)構(gòu)上易形成晶格缺陷。這樣，鋁電解電容 器在施加電壓后，就在上述這些隱患處形成電子電流和離子電流，其中以電子 電流為主。此外，應(yīng)考慮電容器表面漏導(dǎo)電流的影響，它與元件表面狀況（如表面的粗糙度、清潔度）及環(huán)境的溫濕度均有關(guān)。因此，漏電流是電解電容器極為 重要的電氣參數(shù)之一，是衡量電解電容器品質(zhì)優(yōu)劣、制造工藝是否得當(dāng)和工藝 衛(wèi)生文明生產(chǎn)的一個(gè)

16、直接標(biāo)志。4.2漏電流的表達(dá)式鋁電解電容器的漏電流從等效電路可知，它是氧化膜介質(zhì)的體積漏導(dǎo)電流Iv和通過(guò)表面的漏導(dǎo)電流Is之和，如圖1-7所示,其表達(dá)式為：Ilc = Iv+IsFV:體積漏導(dǎo)電流Iv：因介質(zhì)氧化膜的體積電阻-R=P IT P 老UkSO7 UkSOyR=p aUf =0.714 x 10 Uf Is圖1-7電容器的漏電流示意圖式中：U施加電壓，V;k腐蝕系數(shù)；S光箔幾何面積，cm"；Y氧化膜電導(dǎo)率，（cm）-1; p 氧化膜電阻率， cmu形成電壓，V;a 形成常數(shù)，對(duì)于鋁陽(yáng)極箔 a =1.4 X 107 cm/V另一表達(dá)式：x 10-6Q£ rS.C =

17、 3.6 n dR/ = p-S-u_= CU =Rv - CRv - 1.13 X103 CU£ r p3.6 n X 106(a A)=KCU(a A)X CU =1.13 X 107£ r pCU(A)1.13 X 1013假設(shè)鋁氧化膜£ r= 810,p =10131014q cm則K值約為0.010.1,此值正好在CD11型和CD110型鋁電解電容器K值的規(guī)定范圍內(nèi)，則I V(0.01 0.1) CU a a根據(jù)固體電介質(zhì)電導(dǎo)理論可知，理想介質(zhì)的歐姆定律可以適用到擊穿電 場(chǎng)強(qiáng)度E=1010?V/cm的范圍。在弱電場(chǎng)下介質(zhì)氧化膜電導(dǎo)率 y與電場(chǎng)強(qiáng)度E 的關(guān)

18、系趨于平坦，符合歐姆定律。在強(qiáng)電場(chǎng)下電導(dǎo)行為是離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)， 且電子電導(dǎo)占主要地位A.離子電導(dǎo)y i在強(qiáng)電場(chǎng)下y i隨著E的上升而增加，這可認(rèn)為是由于離子遷移率與E有關(guān)所造成的。其電導(dǎo)率Yi為:y i=ae- T 1+ 帶）2B.電子電導(dǎo)Y e在強(qiáng)電場(chǎng)下Y e將隨著E的變化有下式關(guān)系：bE-Y e= y o e T公式中a、b、ki、k2、y是常數(shù)，T為絕對(duì)溫度，E為電場(chǎng)強(qiáng)度。表面漏導(dǎo)電流Is：I S大小與所用封口材質(zhì)物性和表面狀況如清潔度等有關(guān)，難以用某一公式 定量來(lái)描述。因此，清洗對(duì)降低Is有極其重要作用。綜上所述，在工程上漏電流通用表達(dá)式為：Ilc=I v+I s=KCUM一般地說(shuō)

19、，當(dāng)電容器的CUf直比較大，IsW Iv時(shí)，M=0o當(dāng)CUf直比較小時(shí)，I s對(duì)Iv影響比較大，不可忽略，M可取0204.3影響漏電流大小因素的分析原材料純度的影響電解電容器原材料中特別是構(gòu)成芯子的材料對(duì)漏電流影響極大，它包括 鋁箔和引線的純度以及電解液中用的各種化學(xué)試劑、去離子水和電解紙中的雜 質(zhì)含量，這些都對(duì)漏電流造成極大影響。鋁電解電容器的陽(yáng)極鋁箔，當(dāng)其純度從99.20 %提高到99.99 %時(shí)，在相同 的條件下其漏電流有明顯下降，特別是在較高工作溫度時(shí)，影響更顯著。從圖 1-8看出，提高鋁箔純度是延長(zhǎng)電解電容器工作壽命以及降低漏電流的有效途 徑。正極引線的純度也有同樣影響。另外，其他原

20、材料如化學(xué)試劑、電解紙、橡皮塞、純水等所含氯離子、硫酸根離子含量要求也嚴(yán)格。在工作電解液中即 使含有極微量氯化物，也會(huì)對(duì)產(chǎn)品發(fā)生有害的影響，因?yàn)槁然锏拇嬖诓粌H能使 氧化膜損壞，而且會(huì)導(dǎo)致陽(yáng)極箔、引線被腐蝕。(因?yàn)镃L的離子半徑極小，穿透力極強(qiáng)，破壞性強(qiáng))工作電解液的影響工作電解液不但起到電解電容器陰極作用， 而且還要能隨時(shí)提供 O-不斷地 供給陽(yáng)極以修補(bǔ)損傷的氧化膜，倘若電解液修補(bǔ)氧化膜和防止氧化膜惡化的能 力差，則勢(shì)必使產(chǎn)品漏電流變大和漏電流回升。此外，電解液中的水會(huì)使氧化膜形成水合氧化膜 AI2Q nHO(n =13)，使 介質(zhì)膜絕緣性能下降，這同樣會(huì)使漏電流增大。水合作用在陽(yáng)極和陰極都

21、有可能發(fā)生，特別在陰極更易發(fā)生，水合作用會(huì) 造成C下降tg 3增大，嚴(yán)重者使產(chǎn)品鼓脹或開(kāi)閥，所以說(shuō)，水合作用是影響陰 極性能的主要原因。電解液中水的影響：優(yōu)點(diǎn)：水是優(yōu)質(zhì)溶劑，能電離出很多離了，有利于降低電解液的電阻率； 缺點(diǎn)： 使電解液的沸點(diǎn)降低，高溫時(shí)蒸氣壓大，對(duì)密封有影響； 高溫下水和鋁及氧化膜作用生成氧化物，增加了表膜的厚度，減少C級(jí)(=£ S/d),并且它破環(huán)了氧化膜，導(dǎo)致 AGO的絕緣性能惡化，電容器的 Ilc增加，tgs增加，C變化也大。高溫下由于水不斷產(chǎn)生 H f,造成內(nèi)壓上升， 有爆炸的危險(xiǎn)，在高溫貯存時(shí)較明顯。 過(guò)多的水分，使電解液電阻率下降，同時(shí)溶劑的冰點(diǎn)也下降，

22、一方面改善低溫特性，但一方面在高溫時(shí)， 水能使電解液活化，除了與電極起水合作 用外，還會(huì)因雜質(zhì)的存在易產(chǎn)生化學(xué)腐蝕； 含水量多的電解液其閃火電壓較低。433制造工藝條件的影響 老練工藝條件套管后的產(chǎn)品，按極性加上規(guī)定的直流電壓，通過(guò)芯包內(nèi)工作電解液的電 化學(xué)反應(yīng)，對(duì)在生產(chǎn)中受到損傷的介質(zhì)氧化膜加以修復(fù)，使恢復(fù)其固有的良好 電性能的過(guò)程，稱為老練。在老練過(guò)程施加老練電壓即是在氧化膜的表面施加 電場(chǎng)，破環(huán)水合氧化膜，（水合氧化膜易被破壞，其結(jié)構(gòu)不如介質(zhì)氧化膜致密， I LC可以從水合氧化膜通過(guò)，而不能從介質(zhì)氧化膜通過(guò)。）使其恢復(fù)介質(zhì)氧化膜 的性能，同時(shí)在電場(chǎng)的作用下，工作電解液不斷供氧原子，使生產(chǎn)

23、過(guò)程中遭破 環(huán)的氧化膜得以修補(bǔ)。老練工藝的真正目的是：（1）恢復(fù)固有的電性能，使電容器具備使用條件；（2）剔除質(zhì)量不合格的產(chǎn)品。此外，氧化膜形成時(shí)的電流密度也比電容老練時(shí) 的電流密度大得多。由此可見(jiàn)，老練不同于形成，老練是在較低的電壓和較小 的電流情況下進(jìn)行的，一般是在非水溶液中進(jìn)行的，對(duì)氧化膜僅僅是緩慢的修 補(bǔ)過(guò)程，而形成則是在高壓、大電流狀態(tài)下進(jìn)行的，形成液是水溶液。老練過(guò) 程的實(shí)質(zhì)是：將浸漬過(guò)電解液的電容器芯子經(jīng)封裝后的半成品進(jìn)一步動(dòng)態(tài)（加 直流電壓）熟化的過(guò)程，通過(guò)加壓使電容器恢復(fù)其固有的電性能，使電容器具 備在動(dòng)態(tài)電子線路中使用的條件。因此，電容器的電能數(shù)在老練前后必然有變 化。由此

24、可見(jiàn)，電容器的電容量 G、損耗角正切tg 3、漏電流Ll經(jīng)老練后下降 了，即恢復(fù)了其固有的電性能。值等注意的是： G、tg 3在老練1h后即趨于穩(wěn) 定，只有漏電流還有時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。因此老練工藝中時(shí)間和溫度的確定主要取決于漏電流，如何把握這個(gè)“度”是確定老練工藝的關(guān)鍵表1 WJCC400V/100uF半成品老練前后能數(shù)對(duì)比參數(shù)CC/ uF-2tg 5 /10Il/uA老練前137.018.7-加壓1h老練后103.03.6580高溫加壓2h老練后103.33.5210經(jīng)三個(gè)5h老練后103.23.885GB-88的規(guī)定值90-150< 231 200注:20 C 120HZ下測(cè)試電容量

25、和損耗，400v10s后測(cè)漏電流值老練完畢所測(cè)的漏電流、損耗角正切無(wú)論多小，都不能完全保證耐久性試 驗(yàn)中壽命長(zhǎng)，更不能保證可能靠性高，即可靠性高、壽命長(zhǎng)與漏電流小、損耗 角正切值低既有關(guān)系而又沒(méi)有簡(jiǎn)單的必然聯(lián)系。因?yàn)殡娙萜鞯目煽啃院蛪勖?由原材料（鋁箔、電解質(zhì)紙）、密封材料、電解液和整個(gè)工藝過(guò)程決定的，而電 解液是決定長(zhǎng)壽命和高可靠的關(guān)鍵。可以說(shuō)，當(dāng)電容器芯子浸過(guò)電解液經(jīng)封裝 后（老練前），電容器的可靠性已基本決定了。從以上意義來(lái)講，老練工藝依據(jù)的漏電流值以國(guó)標(biāo)為參考即可，如GB9609-88中規(guī)定漏電流： II uaW 0.03 G uf Vr v（1）式中：Cr為標(biāo)稱電容量；Vr為額定電

26、壓。老練工藝中時(shí)間的確定依據(jù)以漏電流 的規(guī)定值的三分之一即可。即電容器的高溫加壓老練2h后就可以使電容器恢復(fù) 固有的電性能，達(dá)到老練的目的。 高溫老練溫度和時(shí)間的探討老練溫度的確定也應(yīng)從有利于可靠性和長(zhǎng)壽命的角度出發(fā)。具體的依據(jù)應(yīng)從兩方面考慮：第一，電容器的額定工作溫度。第二，老練的目的 -剔除質(zhì)量 不合格的產(chǎn)品。這樣電容器的高溫老練溫度以額定工作溫度正偏5C為宜。統(tǒng)計(jì)400v/100 uFC 22mm<35mrn老練電流下降情況（見(jiàn)表2）可得結(jié)論,電容器在高溫老練過(guò)程中，總電流的變化經(jīng)歷上升t最大t下降t最小t恒定 等幾個(gè)階段，最佳的高溫老練時(shí)間確定在到達(dá)最小電流之時(shí)（額定溫度到達(dá)后

27、2h）即可，再長(zhǎng)的老練時(shí)間是浪費(fèi)。從剔除不合格品的角度來(lái)看，電容器爆炸、 鼓底發(fā)生的時(shí)間一般在電流的上升階段，即最大電流到達(dá)之前（額定溫度到達(dá) 前后）。表2老練溫度、時(shí)間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表老練溫度105C109C老練電流Ia/AIA/A升溫前（室溫）1.301.30老剛到達(dá)老練溫度1.701.75練1h后1.681.72時(shí)2h后0.60.62間3h后0.610.614h后0.600.61放電 24h 400v 10s210130測(cè)試1 LuA/只uA/只注：總數(shù)2000只，均分兩組于烘箱中，同時(shí)進(jìn)行高溫老練，電壓430v 快速老練新工藝以上討論了老練溫度和老練時(shí)間的確定依據(jù)，但是具體老練工藝必須在了

28、解老練機(jī)理和目的的前提下，結(jié)合所用電解液的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐摸索， 才可制定出經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、科學(xué)的老練工藝。具體溫度和時(shí)間的確定應(yīng)從可靠性試驗(yàn) （高溫貯存和耐久性）角度來(lái)考慮。 以下是采用不同老練工藝制作的電容器的耐久性的對(duì)比試驗(yàn)， 對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表3。 產(chǎn)品規(guī)格為 WJCC HC系列，105C, 400v/100uF, C 22mrK 35mm 漏電流 Il 均 為加壓400v 10s后的讀數(shù)，損耗角正切tg 3是在20C 120 Hz下的測(cè)量值。表3高溫老練與耐久性的關(guān)系對(duì)比分組（TEST1118A1B2一次室溫老練時(shí)間/h41108C老練時(shí)間/h41二次室溫老練時(shí)間/h4 h1 h放電24h

29、后I l/uA （400v 10s后的讀數(shù)）180320105C貯存 100 h 后 Il/uA520570105C耐久性1000h后 cC-1.3-1.0tg 34.353.68Il/uA4742從表3可見(jiàn)，12h長(zhǎng)時(shí)間老練的A1組與3h老練的B2組在耐久性和高溫貯存試驗(yàn)中并沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)，反而高溫貯存后漏電流變化率大，從耐久性試驗(yàn) 的tg 3數(shù)據(jù)可見(jiàn)，A1組可能會(huì)更早失效。值得一提的是：耐久性試驗(yàn)之后的漏 電流幾乎都很小，筆者曾經(jīng)將高溫貯存試驗(yàn)后漏電流很大的樣品進(jìn)行耐久性試 驗(yàn)，結(jié)果耐久性試驗(yàn)后漏電流也很小，即老練工藝對(duì)產(chǎn)品耐久性幾乎無(wú)影響， 因此老練時(shí)間可大大縮短。實(shí)驗(yàn)表明，適當(dāng)?shù)靥岣呃?/p>

30、練溫度也可以縮短老練時(shí)間，而高溫貯存性能和常規(guī)貯存性能均很好。如105 C系列的產(chǎn)品老練溫度提高到110C后效果良好。1h經(jīng)驗(yàn)證明400V105C系列的鋁電解電容器的老練溫度和時(shí)間可改進(jìn)為: 室溫老練，1h高溫（110C）老練，再1h降溫（從110C降到室溫）老練。這 樣既可以達(dá)到老練的目的，又保證了可靠性和壽命。對(duì)其機(jī)理可作如下分析。鋁電解電容器的介質(zhì)是陽(yáng)極氧化膜，它是在一定 的溫度和特定形成液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)形成的。其介電性能與氧化膜的結(jié)構(gòu)有 密的關(guān)系。氧化膜結(jié)構(gòu)的類型決定于原子間的堆積方式和原子間結(jié)合力的大小。 在形成液一定的情況下，其晶體結(jié)構(gòu)與形成溫度有密切的關(guān)系。一般在80C以下形成

31、的介質(zhì)氧化膜為無(wú)定形膜。這種膜的結(jié)構(gòu)基本是以ALO片式構(gòu)成，以A1-O四面體和A1-O八面體混合堆積而成。其中還含有少量的 -AI2Q微晶和 A1 （OH 3,與天然氧化膜相似，其結(jié)構(gòu)是疏松的，當(dāng)溫度在100C以上時(shí)，轉(zhuǎn)化為晶形的-AI2O氧化膜。-AI2O原子間的結(jié)合力大，是一種類尖晶石結(jié) 構(gòu)的致密氧化膜，其電子衍射圖類似r-AI 2O。因此，此種結(jié)構(gòu)的氧化膜具有良 好的介電性能，耐水合能力強(qiáng)。對(duì)于高壓電容器而言，疏松的無(wú)定形膜易受雜 質(zhì)離子的侵蝕，電性劣化快?；谏鲜鲈恚m當(dāng)提高老練溫度可形成 -AI2O 致密的晶形氧化膜。老練電壓對(duì)鋁電解電容器 C也有存在影響：對(duì)于低壓產(chǎn)品（10V），

32、施加老 練電壓前后C變化率不大（3%-5%，而對(duì)于小容量產(chǎn)品（如 50V0.47uF）,施 加老練電壓前生C變化率卻較大；另外：在正常老練電壓下老練后，低壓產(chǎn)品 的C對(duì)電壓較為敏感（電壓每升高0.5V,其C變化率為10%- 15%）,而較高電壓 （如50V）產(chǎn)品的C卻隨電壓的變化不大（電壓每升高0.5V，其C變化率約為5%- 6%）,對(duì)于低壓產(chǎn)品，電壓升高后其漏電流有微小的增大；對(duì)于較高電壓（如50V） 產(chǎn)品，Ilc隨之減小。老練的過(guò)程即：恒流升壓，恒壓降流。老練工藝條件主要是指室溫和高溫老練的電壓和時(shí)間、升壓速率和恒流大小 等。老練目的除了剔除早期不良品外，更為得要的是要充分修補(bǔ)損傷的氧化膜

33、(Al 2Q)成為高品質(zhì)的介質(zhì)膜。如果修補(bǔ)不充分，就會(huì)造成漏電流增大或回升。 工藝衛(wèi)生不文明生產(chǎn)和環(huán)境衛(wèi)生條件差都會(huì)造成漏電流增大。因空氣中塵?？赡馨?含有導(dǎo)電微粒，以及手汗含有較高濃度的CL-，這些也是嚴(yán)重影響產(chǎn)品漏電流并 使之變大的原因。434施加電壓的大小和時(shí)間的影響鋁電解電容器的漏電流隨著施加電壓的增加而上升，其規(guī)律是：當(dāng)外加電 壓值低于電容器額定工作電壓 時(shí)，漏電流隨著外加電壓的增加而緩慢上升， 而外加電壓超過(guò)時(shí)，漏電流將劇烈上升，變化規(guī)律如圖 1-9所示。圖1-9漏電流與外加電壓的關(guān)系這種變化規(guī)律可以這樣來(lái)解釋：在外加電壓增加而介質(zhì)氧化膜的厚度不變 的情況下，施加在氧化膜上的電場(chǎng)強(qiáng)

34、度 E將隨著電壓的增加而增大，作為漏電 流主要部分的電子電流le與外加電場(chǎng)E之關(guān)系符合正弦雙曲線函數(shù)：I e=asinh bE式中E為外加電場(chǎng)強(qiáng)度，a為與溫度有指數(shù)關(guān)系的常數(shù)，b為常數(shù)。當(dāng)電強(qiáng)度達(dá)到某一值后，介質(zhì)晶體中一些弱束縛的雜質(zhì)離子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下將參加電導(dǎo)，并且隨著電壓的增加，參加電導(dǎo)的雜質(zhì)離子數(shù)目劇增，因而漏電流大大增加。電解電容器漏電流與施加電壓持續(xù)時(shí)間t的關(guān)系見(jiàn)圖1-10所示。圖1-10漏電流施加電壓持續(xù)時(shí)間的關(guān)系由圖可知在施加電壓的初始階段，漏電流隨著施加電壓待續(xù)時(shí)間的增加而 迅速下降，最后達(dá)到某一穩(wěn)定值。圖1-10曲線還可以用來(lái)衡量產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。 質(zhì)量好的，漏電流下降速度快

35、，穩(wěn)定值又小，反之為質(zhì)量差的。漏電流隨施加電壓時(shí)間而緩慢下降， 最后達(dá)到穩(wěn)定，對(duì)此現(xiàn)象有以下三種 不同的理解：1）.電解電容有緩慢極化現(xiàn)象（負(fù)離子在界面上將會(huì)聚集很多）特別是應(yīng) 用了襯墊紙的結(jié)構(gòu)，由于它的電容量大，在充電過(guò)程中，呈現(xiàn)出較大的吸收 電流，最后決定于氧化膜的質(zhì)量達(dá)到穩(wěn)定后的漏導(dǎo)，因此需要有一定的時(shí)間 才能完成。2）電容器在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的擱置，氧化膜有可能由于存在雜質(zhì)而遭到化學(xué) 或電化學(xué)腐蝕損傷的危險(xiǎn)，因此在施加電壓的開(kāi)始，是一個(gè)迅速對(duì)部分氧化 層進(jìn)行修補(bǔ)的過(guò)程，開(kāi)始時(shí)可能離子電流居首，隨后主要決定于氧化膜的缺 陷所引起的電子電流。3 ）電容在使用過(guò)程中，膜中的微孔及縫隙將充滿氧氣，

36、塞住了電解質(zhì)與陽(yáng)極的通路，因此漏電流只是那些未曾堵住的電流，但當(dāng)去除電壓后，孔洞中 的氧氣被釋放，以后再繼續(xù)施加電壓時(shí)，是一個(gè)又要進(jìn)行重新塞住孔洞導(dǎo)電 通路的過(guò)程，這樣在過(guò)程中，離子和電子流均有，最后達(dá)到穩(wěn)定。435溫度的影響漏電流隨著溫度上升呈指數(shù)性上升， 這是由于ALQ氧化膜中的雜質(zhì)離子 遷移能力隨著溫度上升而急劇增加，使氧化膜的離子電導(dǎo)率 yi增大，從而 使漏電流增大。436時(shí)間的影響鋁電解電容器經(jīng)過(guò)一段時(shí)間或長(zhǎng)期貯存后，出現(xiàn)漏電變大的現(xiàn)象，即稱 漏電流回升。這鋁電解電容器本身固有的缺點(diǎn)，與鋁金屬是兩性金屬，鋁以 及鋁的氧化物易受化學(xué)物質(zhì)作用的能力較差有關(guān)。產(chǎn)品在放置中，工作電解液分子、

37、電解質(zhì)的正負(fù)離子以及所有原材料、 工序流程中帶入的雜質(zhì)粒子會(huì)不同程度浸入氧化膜表層的多孔性膜，產(chǎn)生緩慢的溶解、腐蝕、水合作用，降低氧化膜的介電強(qiáng)度。鋁電解電容器貯存（擱 置）的時(shí)間越長(zhǎng)，貯存的環(huán)境溫度越高，其介質(zhì)氧化膜局部破壞或損傷的可 能性就越大，這是因?yàn)樵牧虾椭圃熘胁豢杀苊鈳нM(jìn)微量有害的雜質(zhì)造成局 部腐蝕。另外，像 CL、SCO-之類的有害雜質(zhì)，在有水溶液情況下形成酸， 直接對(duì)AI2Q膜和金屬鋁發(fā)生腐蝕作用。上述這些原因都導(dǎo)致漏電流增大。因此，對(duì)久存不用或庫(kù)存產(chǎn)品要進(jìn)行重新老練處理（又稱電壓處理）。施加電壓要從低壓緩慢地升至額定工作電壓或 1.25倍額定電壓（室溫）,其過(guò) 程相同于老練工

38、藝。貯存的影響特別對(duì)高壓大容量的產(chǎn)品影響嚴(yán)重，必須引 起足夠的重視。4.4貯存期及貯存條件對(duì)漏電流的影響在這方面，鋁電解有明顯的缺點(diǎn)，鋁電解的貯存期愈長(zhǎng)，氧化膜被損傷的可 能性愈大。這是由于其中的雜質(zhì)金屬離子與鋁箔組成微電池的作用以及含水較 多的工作電解液對(duì)鋁氧化膜的水合侵蝕。也可能其中的溶質(zhì)對(duì)鋁氧化膜還有溶 解破壞作用，因?yàn)槿绻娊庖?PH值偏離中性很多，就可能出現(xiàn)這一現(xiàn)象，這 種現(xiàn)象稱為去形成作用。另外，如產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)密封性不好，則電解液成分有 揮發(fā)損失甚至干涸的可能，另外還會(huì)吸收外界潮氣等，更促進(jìn)了破壞的加劇。 所以在經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的貯存后，一接上額定電壓，漏電流很大，而且在正常時(shí) 間內(nèi)降

39、得很慢，氧化膜也會(huì)來(lái)不及修復(fù)，造成氧化膜更多部位的擊穿，此時(shí)產(chǎn) 品將發(fā)熱，即可能導(dǎo)致永久性損壞。但一般遇到這種情況，可逐漸升壓，電容 就可以逐漸恢復(fù)正常?？傊╇娏鞔笮∈呛饬侩娙菪阅芗肮に囘^(guò)程是否合適和文明生產(chǎn)程度的 一個(gè)最直接標(biāo)志，任何原材料中的雜質(zhì)以及操作中的污染（灰塵、汗?jié)n等），均有可能導(dǎo)致氧化膜生長(zhǎng)不均以及膜上存在缺陷，而組成穩(wěn)態(tài)漏電流的主要部 分-電子電流，就是通過(guò)缺陷以及箔的邊緣而進(jìn)行的。4.5抑制漏電流回升的對(duì)策漏電流回升是比較復(fù)雜的，涉及問(wèn)題多，要在分析諸多因素中抓住主要因素 加以解決。通?？刹扇∪缦聦?duì)策：選用高品質(zhì)的工作電解液。選用高品質(zhì)的陽(yáng)極箔，或選用形成電壓Uf高的和腐

40、蝕系數(shù)k值小的陽(yáng) 極箔。適當(dāng)延長(zhǎng)老練時(shí)間和改變老方法，如采用脈沖老練或間歇式老練方式。加強(qiáng)原材料檢驗(yàn)。嚴(yán)格控制 Cl-、S&的含量，最好控制在w 0.5mg/L以下445提倡文明生產(chǎn)。要凈化生產(chǎn)環(huán)境，在裝配之前要嚴(yán)防手汗污染芯子。446正極引線采用化成引線，特別是小容量電容器。適當(dāng)加嚴(yán)漏電流出廠內(nèi)控指標(biāo)。5. 陽(yáng)極腐蝕的原因和抑制方法5. 1引起陽(yáng)極腐蝕的原因電容器在生產(chǎn)過(guò)程中帶進(jìn)的雜質(zhì)和電解液本身含有的雜質(zhì)是引進(jìn)陽(yáng) 極腐蝕的主要原因，這些雜質(zhì)因含有離子半徑較小的 c、sO4-，它們一方面能 防礙金屬鈍化被膜的形成；另一方面由于其半徑小、穿透力強(qiáng)，易破金屬表面 已形成的保護(hù)膜，在電容器

41、使用過(guò)程中，易對(duì)陽(yáng)極引線和鋁箔時(shí)行局部腐蝕， 在腐蝕的初期這兩種離子破環(huán)性最大，是腐蝕的誘因。電解液中過(guò)多的水分以及電容器盛裝過(guò)多的電解液也是導(dǎo)致陽(yáng)極腐 蝕的一個(gè)重要因素。過(guò)多的水分易破環(huán)氧化膜結(jié)構(gòu)，同是腐蝕產(chǎn)生的鹽也會(huì)水 溶解生成AI (OH 3,過(guò)多的電解液易使最初的電化學(xué)腐蝕向純化學(xué)腐蝕轉(zhuǎn)化， 使電容器的陽(yáng)極腐蝕加劇。電解液中的溶解氧也是造成腐蝕的原因。在濃度較稀的高壓電解液 中溶解氧的濃度較高，在電容器密封后多余的溶解氧不但對(duì)修補(bǔ)氧化膜無(wú)益， 反而會(huì)降低電解液的閃火電壓，極易使鋁箔和引出線發(fā)生閃火，閃火的發(fā)生實(shí) 際是鋁的氧化腐蝕過(guò)程，因此濃度稀的電解液比濃度高的電解液更易發(fā)生陽(yáng)極 腐蝕

42、。5. 2針對(duì)以上腐蝕原因，作如下抑制方法提高電容器所用材料純度，減少雜質(zhì)含量；5.2.2 用甩干的方法或開(kāi)口老練的方法減少電容器中多余電解液的含量；523 減少芯子及電解液中的水分；524 采用高濃度電解液減少溶解氧的含量，提高電解液的閃火電壓；5.2.5 采用緩蝕劑，保護(hù)氧化膜或形成保護(hù)膜。當(dāng)然，陽(yáng)極腐蝕是綜合的、復(fù)雜的電化學(xué)過(guò)程，不能將腐蝕原因簡(jiǎn)單歸結(jié) 為水含量高、CI-含量高，所以在抑制陽(yáng)極腐蝕時(shí)還應(yīng)考慮電解液使用次數(shù)，電 解液溶質(zhì)含量的多少，電解液的 PH值等因素。6. 電容器在脈動(dòng)電路中的發(fā)熱：電容器接入脈動(dòng)電路后，除了完成其功能外，還要消耗一部電能，并轉(zhuǎn)變 成熱耗，一方面電容器本

43、身發(fā)熱；另一方面也通過(guò)電容器外表向周圍附近環(huán)境 散熱，所消耗的電能常用有功功率損耗 P有來(lái)表示，對(duì)電容來(lái)講，由兩部份組成;（1）由于較大的漏電流所引起的發(fā)熱損耗，這種情況一般是指高溫情況下。（2）由于存在tg 3所引起的發(fā)熱損耗，嚴(yán)格地講它包括三個(gè)部份，介質(zhì) 損耗、電解質(zhì)損耗、導(dǎo)電及接觸電阻損耗；2p有=|tU- +U wCtg 3U- U直流電壓和交流分量電壓的有效值11在該直流電壓下的直流漏電流；tg 3電容在某一 3時(shí)及規(guī)定溫度下總損耗.（注:此分式為并聯(lián)等效電路所推導(dǎo)）若為串聯(lián)等效電路：（P有）=12r=（U/ Z I） 2rI zl = 1" 1 + tg23.（P 有）

44、=（ U 3 Cr/ " 1 + tg 32r= U2（Cr/1+ tg 2e） i tg 3Z另外注意，并聯(lián)電路所所推導(dǎo)出的公式，適用于正弦電壓，如果電壓波形為 非正弦曲線，即除頻率為f1的正弦基波外，還會(huì)有高次諧波，則P有可能顯著增 加,在此情況下，電容的總功率損耗是每個(gè)單獨(dú)頻率下?lián)p耗之和鋁電解電容的最高容許溫度決定于工作電解液，不得超過(guò)使電解液性能惡化，發(fā)生不可逆的溫度。7. 使用中提高電解電容器壽命措施無(wú)論電容器在電子技術(shù)哪個(gè)領(lǐng)域中使用，都希望所用元件滿足性能要求， 不會(huì)輕易受損，達(dá)到延長(zhǎng)使用壽命的目的。在電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)電解電容器的 性能有更深入的了解，做到心中有數(shù)，不要使

45、電容器一直處于工作頂峰狀態(tài)。 具體從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮。7. 1降低所處環(huán)境溫度降低所處環(huán)境溫度，使電容器不在上限類別溫度下工作，另外還要考慮電 容器本身發(fā)熱影響，這一點(diǎn)對(duì)液體電解質(zhì)類型產(chǎn)品尤為重要。如果產(chǎn)生高溫， 會(huì)使漏電流劇增，氣體增多，使外殼處于內(nèi)壓急增狀態(tài)；另外高溫能使電解液 加速干涸，相對(duì)縮短產(chǎn)品壽命。因此對(duì)長(zhǎng)壽命要求的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，工作溫度應(yīng)控 制在50C以下，這樣相應(yīng)的壽命約可提高 12個(gè)數(shù)量級(jí)。例如在45C以可工 作20年的計(jì)算機(jī)電容器，在85C下則只能工作12年。如需要應(yīng)用在上限類 別溫度（85C）,則電容器芯子中心溫度應(yīng)不超過(guò) 95C，而且還得視所選擇工 作電解液的性質(zhì)而定。這

46、種高溫影響對(duì)固體鉭電容器來(lái)說(shuō)，不如鋁電解電容器 那么嚴(yán)重，但肯定也是有害的。7. 2降低額定電壓的使用上限降低額定電壓的使用上限，也就是降低介質(zhì)氧化膜的工作場(chǎng)強(qiáng)，對(duì)鋁電容器將適用。降負(fù)荷一半后，電容器的壽命能提高 2個(gè)數(shù)量級(jí)之多。實(shí)際上鋁氧化膜如出現(xiàn)損傷和被腐蝕，修補(bǔ)氧化膜拜出只能在最高的工作 電壓下進(jìn)行，局部難于恢復(fù)到原始形成電壓值下的氧化膜厚度，所以過(guò)分降低工作電壓，對(duì)鋁電解電容器也并不是最合適的措施比較以上兩個(gè)因素的影響，對(duì)鋁電容器來(lái)說(shuō)，以降低工作溫度為最關(guān)鍵。7. 3控制工作中的紋波電流值電解電容器用在脈動(dòng)電路中，造成功率消耗而發(fā)熱升溫的主要因素是紋波 電流（對(duì)較小容量的電容器則是紋波

47、電壓）的大小，一般提供的失效率與溫度 關(guān)系曲線大都是在無(wú)紋波的直流電壓下測(cè)出的只考慮了漏電流，比此時(shí)芯子內(nèi) 部中心溫度幾乎與環(huán)境溫度相差不多?？墒窃趯?shí)際應(yīng)用中，由于紋波電流所導(dǎo) 致的發(fā)熱能使芯子中心溫升，最高時(shí)可達(dá)到幾十?dāng)z氏度。（芯子溫升取決于電容 器所處環(huán)境溫度和對(duì)紋波電流的控制）。所以，高紋波電流易造成芯子的電解液 干涸，電容器早期失效。同時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間紋波電流超過(guò)規(guī)定值，也是導(dǎo)致電容器 防爆閥打開(kāi)的因素之一。7. 4避免頻繁的浪涌電壓施加到電容器上電路的開(kāi)或關(guān)，都會(huì)產(chǎn)生一過(guò)渡狀態(tài)的瞬間電壓，一般其值要大于工作電 壓，而且相應(yīng)地產(chǎn)生一沖擊電流，如果電源和負(fù)載的電阻均較小，這樣瞬時(shí)電 流值相當(dāng)大

48、，容易引起電解電容器氧化膜的損傷，因?yàn)殡娙萜髟诖鬀_擊電流下 容易在膜的薄弱區(qū)域發(fā)熱促使晶化提早產(chǎn)生，并降低耐壓能力，所以為提咼使 用壽命，應(yīng)避免發(fā)生頻繁的浪涌電壓施加到電容器上，當(dāng)工作電壓接近額定電 壓時(shí)，更是如此。7. 5選擇漏電流值較小的電容器作為長(zhǎng)壽命使用的電解電容器，除了以上 4點(diǎn)外加因素的考慮外，在選用 中還要選擇在同類型中漏電流特別小的電容器。這表明它具有較高質(zhì)量的氧化 膜和合適的工作電解質(zhì)。一旦環(huán)境溫度較高，相應(yīng)的漏電流增加就較慢。否則 在互為影響的情況下，當(dāng)漏電流劇增，內(nèi)部溫度將上升，反過(guò)來(lái)使漏電流再上升，一直惡化直至失去熱平衡而破壞為止。LOW ESR產(chǎn)品專題：用途：（1）開(kāi)

49、關(guān)電源（充電電源），節(jié)能;（2）主機(jī)板（運(yùn)算頻率咼）。如：需主機(jī)在幾秒鐘處理大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算，需瞬時(shí)的大電流：I= ESR特點(diǎn):瘦長(zhǎng)（電流流過(guò)的路徑短）LOW ES產(chǎn)品與其它系列的區(qū)別：1.ESR直低A. 低密度紙（易斷，抗毛刺能力差）B. 高電導(dǎo)率電解液（含水高）易銹、易與鋁氧化2.易短路3.抗紋波電流能力強(qiáng)（100KHZ勺紋波電流）4.壽命：105C 1000h 2000h設(shè)計(jì)原理1.選用低密度紙；2.高電導(dǎo)率的電解液；3.低比容的箔（tg 5；）;4.選用窄的導(dǎo)針（丫 ；）；5.加寬箔裁切（瘦長(zhǎng)型）。制造中的注意事項(xiàng):1. 切箔（定期更換刀具，嚴(yán)格控制毛刺）2. 釘卷（箔面的劃傷，花瓣毛刺

50、）；3. 組立（加料少，一次用完再加料）23小時(shí)內(nèi)組立完畢；4. 含浸（不能加溫）；5. 老練 Short ；6. 用短路測(cè)試器測(cè)試干芯包；7. 工藝衛(wèi)生的控制；8毛刺的控制；9.定機(jī)臺(tái)生產(chǎn)。專題：電解液中水的作用優(yōu)點(diǎn)：水是優(yōu)質(zhì)溶劑，能電離出H和O-，有利于降低電解液的電阻率。缺點(diǎn)：1）使電解液的沸點(diǎn)降低，所以，高溫時(shí)蒸氣壓大，在高溫環(huán)境下使用， 密封困難。2 ）高溫下，水和鋁及氧化鋁膜作用生成氫氧化物，增加了鋁箔的表面 厚度（二C=£ S/d ）,并且它破壞了氧化膜導(dǎo)致 Al 203的絕緣性能惡化，電容器的 I LC f、tg （5o由于：水不斷產(chǎn)生Hf,造成內(nèi)壓上升，有爆炸危險(xiǎn)，

51、特別是高溫貯存時(shí)，3 ）水分多，電解液電阻率J,同時(shí)溶劑的冰點(diǎn)J,可以改善產(chǎn)品的低溫特性，但在高溫時(shí)卻無(wú)法使用。（水能使電解液活化，除了與電極起水合反應(yīng)外, 還會(huì)因雜質(zhì)的存在易產(chǎn)生化學(xué)腐蝕）。4）含水多的電解液，其閃火電壓降低，不能用于高壓電解液。雙極性電解電容的工作狀態(tài)：顧名思義：這種電容還是有極性的，不過(guò)在應(yīng)用中，極性可以有限制的變 換，但變換頻率不可太快，即可在低頻條件下有限制的使用，所以稱雙極性，以有別于交流電解電容器1. 一般結(jié)構(gòu)形式將極性電容器的負(fù)極箔換用同樣規(guī)格和尺寸的陽(yáng)極箔代替，形成2個(gè)規(guī)格的陽(yáng)極箔電容器反向串聯(lián)，其共同電解液作共同陰極，這類鋁電容目前有兩種 類型：A. 為應(yīng)用

52、于極性變換的直流電路或脈動(dòng)電路中，其承受紋波電壓的能力與極性電容器相似，唯一特點(diǎn)是可定期作極性變換。B. 應(yīng)用于單相電容或感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中作交流起動(dòng)用，工作時(shí)雖然承受的完全是純交流電壓，但卻規(guī)定了容許單位時(shí)間內(nèi)起動(dòng)的次數(shù)和每次起動(dòng)時(shí)間的 持續(xù)不超過(guò)幾秒鐘，其原因就是不容許它發(fā)熱溫升而決定的，在結(jié)構(gòu)上由于 芯子放在金屬外殼內(nèi)，而電解液又與外殼接觸，因此外殼帶電，如不將外殼 絕緣，則可能有將其中一個(gè)電容器短接掉的危險(xiǎn)，從而失掉雙極性類型的特 點(diǎn)。1.測(cè)試中出現(xiàn)的特點(diǎn)：A. 直流電壓在兩個(gè)電容器上是不均勻分配的，處于正向狀態(tài)的電容 器其上的電壓高，處于反向狀態(tài)的電容器其上的電壓低，但是分配的比例與 施加

53、電壓的大小并無(wú)一定關(guān)系。B. 當(dāng)極性變換后，電壓分配方式顯然有所改變。C. 當(dāng)極性變換后，Ilc大小也所改變，正向電容器上的電壓高Ilc就偏 大一些。D. 直流電壓值的分配是隨著測(cè)量時(shí)間而改變的，最后趨于穩(wěn)態(tài)。E. 雙極性電容器的電容量及 tg 3值與所施加的直流電壓的大小無(wú)關(guān)，tg 3值要比單個(gè)極性電容器的大，電容量則為兩個(gè)容量值的串聯(lián)值F. 當(dāng)測(cè)量完畢，電鍵自“測(cè)試”位置扳向“放電”位置后，正向電 容器上的電壓緩慢降低，而反向電容器上的電壓瞬即變換成正向狀態(tài)，好久 不會(huì)消失，除非外加短線將其短接掉。2. 原因的大致分析：A.根據(jù)上述，當(dāng)交流電壓很小，在施加直流電壓條件下，外于反向狀 態(tài)的電

54、容器并不是一個(gè)純電導(dǎo)，而是既有電容量又承受反向電壓，因此它與正向狀態(tài)的電容器串聯(lián)后，其總?cè)萘坑?jì)算為:CCi當(dāng) G G 時(shí)，gC2i -G2B.當(dāng)交流分量很小時(shí)，改變施加在其上的直流工作電壓，電壓分配將出現(xiàn)不均等狀況，如將處于正向的電容器記為 1#,外于反向的記為2#,則1#上的電壓約為施加電壓的 70%-80%左右，2#上的電壓約為20%t-30%左右，即1#處于正向I lc小，相應(yīng)的等效絕緣電阻就大，2#則有相反相應(yīng)等效絕緣電阻就小，已知在直流電場(chǎng)下，電壓在兩個(gè)復(fù)合電容器上的分配按:U1R1U2R2其中：U , R為1#電容器分配電壓和等效絕緣電阻U 2 , R2為2#電容器的參數(shù)R 1&g

55、t;> R2U 1>> U2而且隨著施加直流電壓的增加，分配在反向電容器上的反向電壓百分比將 有所下降,這有助于雙極性電容器承受額定工作電壓。C. 當(dāng)直流電壓恒定（電壓較高），施加的交流值在改變時(shí)，電容器上的交流 電壓分配接近相等，這是由于在交流電場(chǎng)下，兩個(gè)復(fù)合電容器的電壓分配按：U1C2這種配對(duì)電容器，其容量接近相等，電壓分配也接近相等，如果1#的G略大于2#G，貝卩U-2 > UD. 雙極性電容器的tg 3較單個(gè)極性電容器的為大，但不能用復(fù)合電容器的 總tg 3來(lái)驗(yàn)證:GiG2tg 3 = tg3 2+tg 3 1G1+G2G1+G2其中一個(gè)原因是兩個(gè)極性電容器在背對(duì)背連接時(shí)，額外引入接觸電阻。E. 雙極性電容的I LG較單個(gè)電容器的為小，原因是處于正常工作狀態(tài)的正向電容上所分配的電壓較單個(gè)電容的 *紙，.相應(yīng)的I LC小一些。F. 雙極性電容的tg 3和I lc與電容器上所施加的直流電壓方向有關(guān)，以致所測(cè)數(shù)據(jù)值有差異，這是由于處于正向工作狀態(tài)的電容將因接入位置不同 而不同。當(dāng)電性能較佳（如Ilc不一些）的電容處于正向狀態(tài)時(shí)，總的Ilc就小 一些，否則相反。因此在電容配對(duì)時(shí)，不必嚴(yán)格要求電容接近相等，而應(yīng)嚴(yán) 格要求Ilc和tg 3接近相等才