铝电解电容

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铝电解电容范文第1篇

氯化钾，化学式KCl，无色立方晶体，常为长柱状。无色细长菱形或成一立方晶体，或白色结晶小颗粒粉末，外观如同食盐，无臭、味咸。常用于低钠盐、矿物质水的添加剂。

氯化钾是临床常用的电解质平衡调节药，临床疗效确切，用于低钾血症的防治，亦可用于强心甙中毒引起的阵发性心动过速或频发室性期外收缩。氯化钾在农业上是常用的肥料，科学应用，食品加工，食盐里面也可以以部分氯化钾取代氯化钠，以降低高血压的可能性。

（来源：文章屋网 ）

铝电解电容范文第2篇

“军工电容”在显卡上安营扎寨，并迅速开花结果，蔓延升来。最近，就连一向沉稳的电源也下茸寂寞用起了固态电容，那么将固态电容用在电源上究竟是雪中送炭，还是噱头一场外行蒋的是“闹热”，而只有内行才能说出萁中的门道――于是我们请到航嘉电源研究中心的姚雪峰女士来给大家一个明确的答察。

电容是储存电荷的容器，工作时它的正，负极(板)上能够聚积大量的电荷，在需要的时候释放这些电荷，在这样一张一弛之间就可以实现储能、平滑电流输出等多种用途。在开关电源产品中，需要使用到电容的地方就是输入和输出整流滤波电路。

输入滤波电路当中的电容就是我们常说的高压滤波电容，根据电路拓扑结构及电源功率大小的不同，输入滤波电容一般由一到两颗大电容来担当。它们是整个电源中体积最大的电容。于是得了一个雅号“大烟囱电容”，我们很容易将它们识别出来；输入滤波电容的耐压值比较高，从200V～450V不等，容量在几百微法(μF)左右。输入滤波电容在电路中的作用就是储能，它们将脉动直流电变成相对恒定的直流电。

输出滤波电容位于低压电路，也就是给计算机各零配件供电的+12V、+5V等低压电路。根据输出电压和电流大小的不同。输出滤波电容采用的规格从(耐压)6.3V～25V不等，容量从几百到几千μF不等，例如在磐石800上就使用了25V／3300μF、16V/470uF、10V／680μF、6.3V／1500μF等多种规格的输出滤渡电容。它们的作用就是将脉动电压变成恒定的电压，并过滤掉其中的杂渡，然后将纯净的电压输出给CPU、内存、显卡等配件。从这个角度来说，输出滤波电容的质量和稳定性直接关系到整个PC平台的工作稳定性。

业界专家眼中的液态电容与固态电容

在工业上最常使用到的就是铝电容，与此同时按照内部电解质材料的不同，铝电容又可以分为普通铝电解电容和固态铝电解电容。用来表示电解电容性能好坏的参数有很多，我们经常用到的有电容量，额定电压(耐压值)，额定纹波电流值，ESR(等效串联电阻)，工作温度范围以及寿命等，在选择具体的零配件时，这些参数就是我们的挑选依据。

ESR值降低之后发热问题也迎刃而解，较低的ESR值还使固态电容在耐纹波电流方面表现更加优异，事实上固态电容的额定纹波电流是普通液态电解电容的4～5倍。

普通铝电解电容的全名叫做“液态铝质电解电容器”，固态电容的全名叫做“导电高分子铝质固态电容器”。虽然名字上有些绕口，但它们在结构上非常相似，主要差别就在于填充的介电材料不同――普通电解电容以液态的电解液作为介电材料，而固态电容则以固状的功能性导电高分子聚合物作为介电材料。正是这种材料上的差异，造成了普通电解电容与固态电解电容在性能上的巨大差异。

A、ESR和额定纹波电流对电源稳定性的影响

ESR是“等效串联电阻”的意思，它是电容的一个重要参数。如果电容的ESR值不稳定就会影响到输出端的纹波电压，而且ESR是引起电容发热的主要原因――电流经过电容时就会产生热量P=12PRssn，这个热量会导致电容的内部温度升高，并缩短电容的使用寿命。业界一直在想办法降低电容的ESR值，但受限于液态电解液的材料很少有质的突破；有机聚合物材料的导电j生能是普通液态电解液的104倍，所以使用这种材料的固态电容就可以比传统的液态电解电容实现更小的ESR参数。

B、高低温环境卡的电容可靠性

普通液态电解电容很容易受到使用环境温度和湿度的影响，在高低温环境下的稳定性难以令人满意，相比之下。固态电容在高低温环境下都具有非常优秀的性能表现。

我们知道，传统的液态铝电解电容在低温时电解液会发生凝固、导致ESR增大，固态电容的导电高分子聚合物就不存在低温凝固的问题――容量为10μF的固态电容即使是在-55℃～105℃的范围内，ESR阻抗不会超过0.1欧，ESR变化曲线非常平缓，而同样容量的普通铝电解电容的变化幅度却是固态电容的几十倍(图6)。

传统液态电容在工作时产生的热量会导致电解液逐渐较少，进而造成电容的容量不断降低、损耗逐渐升高，这样很容易陷入一个恶性循环，而且高温时的液态电解液十分活跃，很容易达到沸点并形成极大的内压力，如果外壳无法承受这种压力就会出现爆浆的-情况；而固态电容的导电高分子材料在高温下相对稳定，无论是粒子膨胀还是活跃性都很低，再加上它的沸点大约在350℃，因此几乎不存在爆浆的可能。

另一方面，如果液态电解电容长期不通电电容器内部很容易发生水合反应进而造成漏电流回升，日后开机时(或通电时)就容易产生气鼓，这就是我们常说的’电容炸了，固态电容采用高分子材料作为介电材质，该材料不会与氧化铝发生反应，所以可以避免此类事故的发生。

C、寿命长的才是硬道理

大家都听说过固态电容的寿命比较长，那么究竟长多少呢?很多人没有一个明确的认识。

其实，这是一个相对的概念：假如我们把两颗同样标称2D00小时(h)耐热温度105℃的电容放在起，那么工作温度每下降20℃，液态电容的寿命增加4倍，而固态电容的寿命则增加10倍(如表1所示)。这说明如果工作环境的温度越低，那么固态电容的寿命就要比液态电容更长，在95℃85℃75℃、65℃下，固态电容的寿命将是液态电容的1.5信、2.5倍、4倍和6.25信。我们在正常使用情况下很少碰到超高温(100℃以上)的情况，由于电容本身的发热问题，也很少遇到超低温的情况，最多的反而是6℃～90℃的情况。

通过上面的介绍我们已经对液态电解电容与固态电容的优缺点有了一个大致的了解，我们将它们总结一下(如表2所示)。

从这个表格中我们可以看到，固态电容的耐压值受材料影响很难提高，所以我们在电源开关的输入端短时间内还没有办法使用固态电容。而现在很多电源产品所采用的固态电容，也都是放在输出端(低压部分)。

既然是有用的甜饼，那甜饼有多大?

现在我们知道了固态电容是一个很有用的东西，那么它的好处有多大?值得消费者为之买单么?下面我们就用实验来说明这个问题，我们选择的对象是即将上市的磐石800电源――选择这款产品的原因在于这是一款大功率的部门级服务器电源，而服务器电源要求全天连续稳定运行，且现在在节能方面也有很高的要求(典型负载超过85％，轻 载和满载也达到了82％)。以下是我们使用固态电容与液态电源电容进行对比。

使用固态电容最突出的优点表现在纹波电压上。开关电源产品的输出纹波电压一般由三部分组成：其一是纹渡电流对电容的充放电引起的电压变化；其二是纹波电流流经ESR产生的电压变化，其三则是开关机引起的噪声。使用液态电解电容的产品，由于液态电解电容随着温度的降低容量大幅度下降、ESR显著增大，进而纹波电压增大，使得常温下满足纹波电压要求的电源，在低温下纹波电压就有可能超标，这是一个比较严重的问题。

我们选择磐石800电源的+5V输出电路作为测试对象(图8)，测试分两步进行，首先C1和C2选择10V／3300μF、10V/200μF普通液态电解电容，然后将Cl和C2换成10V／680μF、10V／680μF的固态电容，所得测试结果如图9、图10所示。

输出滤波电容的优劣直接影响到电源的输出纹波，而纹波的太小又直接关系到计算机系统工作时的稳定性。普通液态电解电容很容易受温度的影响而造成电解液干涸，进而导致电源产品出现这样或者那样的问题，随着使用时间的延长故障率也在不断增加。固态电容的引入从很大程度上来说改善了电源产品所面临的尴尬，固态电容环保、低阻抗、高低温稳定、耐高涟波电流、高频特性好以及寿命长等优点代表着未来的一种发展趋势。

不过就目前的情况来看，率先使用固态电容的开关电源产品普遍都是中高端产品，这是因为电容虽小，但是成本上的差异还是非常明显的；而且刚才我们的测试也选取3个非常特殊的环境，事实上普通用户很少能够碰到超低温或者超高温的情况，在常温下“物美价廉”的液态电解电容也可以达到设计时的要求。所以只有在要求非常苛刻的场合，如大功率服务器电源、满足85Plus(85Plus的要求比80Plus更加苛刻)要求的电源等等，才是展现固态电容实力的地方。

铝电解电容范文第3篇

关键词： 电解电容 滤波电路 开关电源

在电子设备中，电容器被广泛运用：诸如滤波、退耦、高频补偿、提供交流反馈、隔阻直流、抑制密勒效应，等等。交流电经过二极管整流后，为了获得较低的波纹电压、还需经电容器滤波后才能使用。一般地说，大容量的滤波电容器可以提供更平滑的输出电流。但理论和实践可以证明，当电容量达到一定值后，即使再加大电容量对优化滤波效果也无明显作用，应当根据负载电阻和输出电流的大小来选择最佳的电容量。滤波回路应用最多的是铝电解电容器。现在电子设备中常用有两类稳压电源，串联稳压电路和开关稳压电路。这两种电源电路对输出滤波电容器有不同的要求。

一、电解电容器的基本性能

电解电容器有多种性能参数。在它封装外壳上一般有容量标示，指静电容量及耐压标示，指工作电压或额定电压。

工作电压为绝对安全值；如果工作时的峰值电压超过这个电压值就可能使此电容器损坏。根据国际IEC384-4规定，低于315V时，Vs=1.15×Vr；高于315V时，Vs=1.1Vr。Vs为峰值电压，Vr为额定电压。

除了静电容量及工作耐压两个参数外，有关电源滤波电容器的参数还有：容量误差、工作温度，等等。反映电容器物理性能的特性参数有以下几个。

1.介质损耗

绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗，也叫介质损失。在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角（功率因数角Φ）的余角δ。电容器在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，在交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏导有关，而且与周期性的极化建立过程有关。随着频率的上升，电解电容器的介质损耗呈现增大的趋势，介质损耗大的电容器在高频下工作更易发热。

2.漏电流

铝电解电容在工作时一定会产生漏电流。漏电流的计算公式大致是：I=KCV。漏电流I的单位是μΑ，K是常数，由于制造标准不同大约在0.001到0.03之间。同一品牌的电容器，容量愈高，漏电流就愈大。在要求比较高的工作场合，漏电流应予考虑。显然降低实际工作电压可减少漏电流，也就是适当提高所用电容的耐压值。相同容量和耐压的铝电解电容的漏电流比钽电解电容高许多。

3.等效串联电阻

电容器会因其构造而产生各种阻抗、感抗，比较重要的就是ESR等效串联电阻及ESL等效串联电感――这就是容抗的基础。ESR与电容器的容量、电压、频率及温度等因素有关。当额定电压固定时，容量愈大ESR愈低。用多个小电容并接成一个大电容可降低阻抗，其理论根据是电阻并联阻值降低。反过来说，当容量固定时，选用高额电压的品种也能降低ESR；工作频率对ESR也有影响：低频时ESR高，高频时ESR低；此外，高温也会造成ESR的升高。

二、简单电路中滤波电容值的计算

在滤波电路中，输入电压为正弦交流电220V，50Hz。在电容的充电过程中，二极管等效电阻为R，得

将其包含表达式并整理得：

U′（t）+U（t）=U（5）

这是一阶非齐次微分方程，其解为：

U（t）=U（t）+U（t）=U（t）=e+cos?t+sin（?t）

在电容的放电过程中，电容只和电阻组成回路，其放电方程为：

U（t）=Ue（6）

其中，U为电容充电时达到的最大电压。

一般地，只要简单估算就能达到实际应用的要求。电容的选择应满足下式：

RC?垌（7）

F=100Hz。也可将上式写成：

C?垌（8）

在（8）式中我们可以看到在简单的整流电路中，滤波电容器的容量大小和电源频率成反比，和电路负载电阻成反比。具体数值可取（8）式右边的5―10倍。在电源频率一定的情况下，负载电阻越小，即负载越大，滤波电容的容量应该越大。显然，如果提高电源频率，也可减小滤波电容的容量。

三、开关电源输出滤波电容的计算

由于开关电源输出电压是脉冲波形，必须有LC滤波器和续流二极管D才能得到平滑的直流输出电压。在简单的计算中可忽略开关管、续流二极管，以及滤波电感器的压降和损耗。

续流二极管D上的反向电压U等于U。电感L上的电压为：

U-U=Ldi/dt（9）

开关管截至时，二极管因正向导通u=0，使开关管集电极电位U=0，电感L上的电压为：

-U=Ldi/dt（10）

可以认为在一个开关周期中，U和U都是不变的，则由上两式可知通过电感L的电流i是线性地增长和减小的。其平均值为I。

二极管D的反向电压U、电感L两端电压u、通过电感的电流I及输出电压u的波形。当时间变化t/2时，电感L中电流变化Vi，由式（10）可得：

L=•（11）

考虑到U=Ut/T=d•U，式中T=t+t是开关周期，t是导通期，t是截止期。d=t/T是脉冲占空系数。式（11）可写为：

L=（1-d）（12）

为保证电感电流i不出现截止，应有VI≤I。通常把出现电流截止条件VI=I时的电感值称为临界电感：

L=R（1-d）2f（13）

式中，R=U/I是负载电阻。为可靠防止电流截止，选L=2L。

图2中在电感中电流超过平均电流I的T/2期间，过量的电流使电容C充电。输出电压u由最小值变化为最大值，总变化量为2VU。则在T/2时间中流过电感的总电量：

VI=2VUC（14）

将式（12）和（13）代入式（14），求得开关电源输出滤波电容为：

C=（15）

铝电解电容范文第4篇

关键词：化成液 氧化膜介质层 磷酸

中图分类号：TM53 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0132-01

化成箔是制造铝电解电容器的主要材料，化成箔氧化膜的质量关系到电解电容器性能的优劣，直接影响电解电容器的使用寿命。铝箔化成就是利用电化学原理，将铝箔进行阳极氧化，使化成液中之氧与铝结合，生成致密的氧化膜介质层，用于铝电解电容器制造。磷酸去极化工序在化成过程中必不可少，磷酸去极化工序之后的化成液一般都会含有一定含量的磷酸，本文通过在化成液中添加一定量的磷酸，模拟化成过程进行实验，研究磷酸含量对箔样性能的影响，确定最高允许含量，指导实际生产。

1 实验

1.1 实验仪器和材料

（1）桂东电子生产的中高压腐蚀箔；（2）电容级磷酸；（3）直流稳压稳流电源、TV特性测试仪。

1.2 实验方法

本文将处理过的腐蚀箔片置于含不同磷酸含量的化成液中进行化成，对完成化成的箔片，按照《中华人民共和国电子行业标准SJ/T 11140-1997》进行检测，从而分析化成液中磷酸含量对箔样性能的影响，确定化成液中磷酸的最高允许含量。

2 结果与讨论

2.1 不同磷酸含量对箔片外观的影响

通过实验发现，磷酸含量在0～40 ppm是箔样外观未见明显异常现象；磷酸含量为50 ppm时，化成初始出现“吱吱”声响，无闪火光，出现箔边缘少量被溶解现象；磷酸含量为60 ppm时，则持续有“吱吱”声响，无闪火光，箔边缘出现气泡、溶解脱落呈锯齿状现象，箔样外观如图1、2、3所示。

可见，化成液中磷酸含量超过40 ppm后，造成阳极铝箔腐蚀溶解，边缘溶解脱落呈锯齿状。

2.2 不同磷酸含量对箔样性能的影响

图4反映了磷酸含量超过35 ppm以上，随着含量的继续增加，箔样比容急剧下降，此时阳极铝箔腐蚀溶解加剧；图5显示在一定范围内，磷酸含量的增加对tgδ影响不大，但当磷酸含量超过40 ppm时，tgδ则明显变大；图6、图7反映了磷酸含量对Tr及Tr60的影响，在40 ppm以内时，趋于稳定范围，但当其含量超过40 ppm时，Tr和Tr60明显变长，箔样性能变差。

2.3 不同磷酸含量对化成液闪火电压的影响

在化成液中分别加入0.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0、35.0、40.0、50.0、60.0 ppm 磷酸，取相同化成箔，测试化成液的闪火电压（Us），磷酸含量与Us关系如图8所示。

从实验结果可看出，随着化成液中磷酸含量的升高，闪火电压逐步下降；化成液中磷酸含量为0～25 ppm，闪火电压下降幅度不大；高于25 ppm后，闪火电压下降幅度变大，同时用于测试的箔片边缘呈锯齿状。

3 结论

随着化成液中磷酸含量的增加，在电场作用下，发生电化学作用，阳极铝箔被腐蚀，边缘溶解脱落，呈锯齿状；化成槽液中磷酸含量升高，其闪火电压随之下降。化成液中磷酸的最高允许含量为25 ppm。

铝电解电容范文第5篇

电解铝系统容错控制思想是当整流机组出现一定的故障或异常后，通过限制并降低异常机组的负荷输出，提高正常机组的负荷输出，从而保证故障或异常不会继续恶化，而且能在设备所能承受的负荷内继续工作，将故障或异常影响局部化和最小化，以防止事故继续恶化引起更大事故。如果系统总负荷输出不能满足正常生产，降低系统总负荷输出至电解槽保温状态，尽量减少异常引起的损失。中控室获得总调PLC上传的异常或故障信息，继续进行深层次分析，完成故障诊断，并根据不同故障类型采取不同容错控制策略如果机组诊断出循环冷却水水温高、元件母排热、快熔坏一个和机组低倍过载异常时，采取异常机组限负荷控制策略，异常机组控制按钮自动由总调切至分调，中控室直接控制异常机组，，分调/总调控制策略主要分为3个步骤:负荷运算、分调控制和总调控制。系统运算步骤主要分析每个整流机组的运行状态及参数，采集每个机组的状态并运算总调和分调机组的实际总负荷输出，为后续负荷分配提供数据信息。分调/总调控制策略增加限制判定环节，保证系统安全运行，减少运行人员的误操作。负荷运算步骤结束后，系统判定每个机组的工作状态，通过分调/总调标志判定机组是否异常，对出现异常的机组，执行第二步分调控制，否则机组参与第三步总调控制。当机组诊断出异常后，为了保证系统输出恒定，降低并限制其负荷输出，首先对单机组电流给定值执行异常限定，使异常机组实际输出值限制在可允许的工作范围内，然后机组执行PID调节，保证整流机组输出值与实际输出限定值相同。如果经过限定后，机组异常还未消除，则执行切除本机组处理。由于异常机组被切除或限定输出，为了保证电解的正常运行，需要适当提高正常机组的负荷，则系统执行第三步总调控制。为了减少误差，总调策略设置PI前馈调节，调节后重新分配正常机组的负荷，并对其总调给定限制，以保证机组安全运行。总调单机组重新获得负荷分配，通过PID调节，使总调机组输出恒定。当多个机组被切除后，系统已经不能满足电解正常运行，通过修改总给定值，降低整个系统的负荷，使电解槽处于保温状态，减少故障引起的损失。

应用及仿真实例

系列共有6个整流机组，系列的总电流额定输出为400kA，采用“n+1”的模式，5个机组投入工作时即可以满足系列总输出要求，在这种情况下，每个机组额定输出电流值I=80kA，当6个机组同时工作时，每个机组的实际输出Ir=66．67kA。本文的容错控制策略在机组异常情况下，也可以保证电解的正常进行。另外在极端情况下，在保证设备安全工作前提下，能保证电解槽处于保温状态，在一定程度上减少损失。

结束语