電解電容
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-02
電解電容的實(shí)例教程
輸入側(cè)的電解電容計(jì)算
我們一般按照在最低輸入電壓下，最大輸出的情況下，要求電解電容上的紋波電壓低于多少個(gè)百分點(diǎn)來計(jì)算。當(dāng)然，如果有保持時(shí)間的要求，那么需要按照保持時(shí)間的要求重新計(jì)算，二者之中，取大的值。
假如在最低輸入電壓下，電源的輸入功率為Pin，最低輸入交流電壓有效值為Vinacmin，那么我們一般認(rèn)為此時(shí)整流后的直流電壓為Vinmin=1.2×Vinacmin，由于在交流兩次充電周期間，對(duì)后面變換器的供電都是由電容儲(chǔ)能來保證的，那么電壓跌落是可以計(jì)算出來的：
C×ΔV=I×Δt，
ΔV是電壓紋波，一般取Vinmin的10%～20%，I是電容對(duì)后面電路的放電電流=Pin/Vinmin
而Δt則是兩次充電的時(shí)間間隔（就是一個(gè)工頻周期內(nèi)電容的放電時(shí)間），可以按照0.8×1/(2×fac)來考慮，說白了，就是交流整流后的半正弦周期中，80%的時(shí)間是靠電解電容儲(chǔ)能來供應(yīng)給后面的變換器的。
那么由此我們就可以計(jì)算出輸入端的交流整流后濾波電解電容容量了。
輸入側(cè)的電解電容計(jì)算
輸出側(cè)的電解電容。輸出端的電解電容工作在高頻下，紋波電流對(duì)其影響很大，我們一般按照紋波電流的限制條件來計(jì)算輸出側(cè)的電解電容。
電解電容上的紋波電流有效值與次級(jí)整流二極管的電流有效值以及輸出電流的關(guān)系為：
電解電容的生產(chǎn)廠家通常會(huì)給出電解電容在某個(gè)頻率下，某個(gè)溫度時(shí)的額定紋波電流IRCrms。但實(shí)際使用過程中，我們需要考慮溫度效應(yīng)與頻率效應(yīng)。實(shí)際電容可以使用的紋波電流為IRCrms×溫度系數(shù)×頻率系數(shù)。不同的廠商，提供溫度系數(shù)和頻率系數(shù)參考點(diǎn)可能不同，要注意換算。
展開 4
物料可靠性分析
? 電解電容核實(shí)
1）焊接異常涉及的兩種型號(hào)電解電容分別為X廠家電解電容型號(hào)1及Y廠家電解電容型號(hào)2，符合圖紙要求，具體如圖4、圖5所示。
圖4 X廠家電解電容結(jié)構(gòu)
圖5 Y廠家電解電容結(jié)構(gòu)
2）測試電解電容端子尺寸與圖紙一致，具體如表2所示。
?PCB板核實(shí)
焊接異常涉及的兩種型號(hào)PCB板分別為A廠家PCB 板型號(hào)1，B\C\D廠家PCB板型號(hào)2，結(jié)構(gòu)存在不一致現(xiàn)象，具體如圖6所示。
圖6 PCB板型號(hào)1
圖7 PCB板型號(hào)2
同樣插裝矩形引腳電解電容的不同型號(hào)PCB板結(jié)構(gòu)上存在差異，PCB板型號(hào)2有聚熱環(huán)、有排氣孔設(shè)計(jì)，PCB型號(hào)1無聚熱環(huán)，有排氣孔設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)可靠性分析
對(duì)使用矩形引腳電解電容插裝的PCB板進(jìn)行封裝優(yōu)化完善，設(shè)計(jì)聚熱環(huán)，中間增加排氣孔及一定的矩形匹配處理，具體如圖8 所示。
圖8 PCB板矩形引腳封裝標(biāo)準(zhǔn)
焊盤形狀可以根據(jù)電解電容引腳矩形結(jié)構(gòu)在焊盤中間切開拉長匹配設(shè)計(jì)，如圖9所示，根據(jù)電解電容矩形引腳相應(yīng)拉長L。
展開 來源 | 數(shù)碼之家
作者 | ljlun
電解電容是電容的一種，其采用金屬箔為正極（鋁或鉭），與正極金屬箔上氧化膜（氧化鋁或五氧化二鉭）是電介質(zhì)，陰極由導(dǎo)電材料、電解質(zhì)（電解質(zhì)可以是液體或固體）和其他材料共同組成，因電解質(zhì)是陰極的主要部分，電解電容因此而得名。
注意電解電容正、負(fù)不可接錯(cuò)，當(dāng)然過年時(shí)還是可以試試。
最常見的電解電容就是鋁電解電容了。
鋁電解電容器按固定方式可分為：引線型鋁電解電容器，螺栓式鋁電解電容器。
按電解質(zhì)類型可分為：液體鋁電解電容器、固態(tài)鋁電解電容器、混合鋁電解電容器。
其結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：一種是箔式卷繞形的（液態(tài)電解質(zhì)），另一種是鋁粉燒結(jié)多孔塊狀的（固態(tài)電解質(zhì)）。
本文圖解液體鋁電解電容，先附鋁電解剖面示意圖：
上實(shí)物了，電容外觀：
封口塞也是個(gè)壓力閥，大體積電解在鋁殼頂端也會(huì)設(shè)置一個(gè)壓力閥。
撕開外殼，味挺沖的。
引腳與封口膠塞。
因?yàn)橐_斷掉了，所以芯子留在鋁殼里。
抽出電容芯子來。
芯子表面有緊固的膠帶。
又來張電容芯子分解示意圖，預(yù)習(xí)一下：
剝離膠帶后，卷繞的鋁箔就能松開了，浸在紙上的就是電解液（液體電解質(zhì)）。
剝呀剝。
看到引線連接位置了。
雙層，一正一負(fù)。
一負(fù)，準(zhǔn)確說鋁箔只是方便作為負(fù)極的電解液導(dǎo)電用的。
中間有層電解紙，浸潤了電解液（真正的負(fù)極）。
展開 1、前言
鋁電解電容是目前除了陶瓷電容之外用得最廣泛的電容品種了，因此，作為硬件工程師，必須熟練的掌握其特性。
筆者結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，通過查閱各種資料，針對(duì)硬件設(shè)計(jì)需要掌握的重點(diǎn)及難點(diǎn)，總結(jié)了此文檔。通過寫文檔，目的是能夠使自己的知識(shí)更具有系統(tǒng)性，溫故而知新，同時(shí)也希望對(duì)讀者有所幫助，大家一起學(xué)習(xí)和進(jìn)步。
2、鋁電解電容器概述
2.1、基本模型
電容器是無源器件，在各種電容器中，鋁電解電容器與其他電容器相比，相同尺寸時(shí)，CV值更大，價(jià)格更便宜。電容器的基本模型如圖所示。
靜電容量計(jì)算式如下：
其中，為介電常數(shù)，S為兩極板正對(duì)表面積，d為兩極板件距離（電介質(zhì)厚度）。
從式中可以看出：靜電容量與介電常數(shù)，極板表面積成正比、與兩極板間距離成反比。作為鋁電解電容器的電介質(zhì)氧化膜(Al2O3)的介電常數(shù)通常為8~10，這個(gè)值一般不比其他類型的電容器大，但是，通過對(duì)鋁箔進(jìn)行蝕刻擴(kuò)大表面積，并使用電化學(xué)的處理得到更薄更耐電壓的氧化電介質(zhì)層，使鋁電解電容器可以取得比其他電容器更大的單位面積CV值。
鋁電解電容器主要構(gòu)成如下：
陽極-----鋁箔
電介質(zhì)---陽極鋁箔表面形成的氧化膜（Al2O3)
陰極-----真正的陰極是電解液
其他的組成成分包括浸有電解液的電解紙，和電解液相連的陰極箔。綜上所述，鋁電解電容器是有極性的非對(duì)稱構(gòu)造的元件。兩個(gè)電極都使用陽極鋁箔的是兩極性（無極性）電容。
2.2、基本構(gòu)造
鋁電解電容器素子的構(gòu)造如圖所示，由陽極箔，電解紙，陰極箔和端子（內(nèi)外部端子）卷繞在一起含浸電解液后裝入鋁殼，再用橡膠密封而成。
展開 電解電容失效
失效模式
1、耗盡失效
耗盡失效(1)
通常電解電容器壽命的終了評(píng)判依據(jù)是電容量下降到額定(初始值)的80%以下。
由于早期鋁電解電容器的電解液充盈，鋁電解電容器的電容量在工作早期緩慢下降。
隨著負(fù)荷過程中工作電解液不斷修補(bǔ)倍雜質(zhì)損傷的陽極氧化膜所致電解液逐漸減少。
到使用后期，由于電解液揮發(fā)而減少，粘稠度增大的電解液就難于充分接觸經(jīng)腐蝕處理的粗糙的鋁箔表面上的氧化膜層，這樣就使鋁電解電容器的極板有效面積減小，即陽極、陰極鋁箔容量減少，引起電容量急劇下降。
因此，可以認(rèn)為鋁電解電容器的容量降低是由于電解液揮發(fā)造成。
而造成電解液的揮發(fā)的最主要的原因就是高溫環(huán)境或發(fā)熱。
耗盡失效(2)
由于應(yīng)用條件使鋁電解電容器發(fā)熱的原因是鋁電解電容器在工作在整流濾波(包括開關(guān)電源輸出的高頻整流濾波)、功率電爐的電源旁路時(shí)的紋波(或稱脈動(dòng))電流流過鋁電解電容器，在鋁電解電容器的ESR產(chǎn)生損耗并轉(zhuǎn)變成熱使其發(fā)熱。
當(dāng)鋁電解電容器電解液蒸發(fā)較多、溶液變稠時(shí)，電阻率因粘稠度增大而上升，使工作電解質(zhì)的等效串聯(lián)電阻增大，導(dǎo)致電容器損耗明顯上升，損耗角增大。
例如對(duì)于105度工作溫度的電解電容器，其最大芯包溫度高于125度時(shí)，電解液粘稠度驟增，電解液的ESR增加近十倍。
.增大的等效串聯(lián)電阻會(huì)產(chǎn)生更大熱量，造成電解液的更大揮發(fā)。
如此循環(huán)往復(fù)，鋁電解電容器容量急劇下降，甚至?xí)斐杀ā? 耗盡失效(3)
漏電流增加往往導(dǎo)致鋁電解電容器失效。
展開 
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電解電容的最新內(nèi)容
由于內(nèi)置的穩(wěn)壓器，它無需外部平滑電解電容器。此外，該電路支持功率、總諧波失真（THD）、功率補(bǔ)償、過壓保護(hù)（OVP）、線性調(diào)光(0-10V調(diào)光）和晶閘管調(diào)光功能。通過使用外部功率MOSFET（GVH TR），可以設(shè)計(jì)出具有較少外部組件且在高功率下保持穩(wěn)定熱設(shè)計(jì)的電路，這些MOSFET由Greenchip提供。
可以根據(jù)系統(tǒng)規(guī)格輕松添加控制電路。
WD10-3111是一款專為LED照明設(shè)計(jì)的高壓浮動(dòng)恒流驅(qū)動(dòng)IC，支持150mA輸出電流，能靈活配置為串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可作為電壓控制型電流源或電流調(diào)節(jié)器使用，適應(yīng)多種LED負(fù)載需求；無需電解電容和電感的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，不僅降低BOM成本和PCB設(shè)計(jì)，也能避免電感帶來的電磁干擾問題，同時(shí)消除了電解電容壽命短的系統(tǒng)瓶頸，有助于提升LED燈具的整體使用壽命。
電容類：鋁電解電容，鉭電容點(diǎn)電容，滌綸電容，聚丙烯薄膜電容，金屬化聚丙烯薄膜電容，陶瓷電容，安規(guī)電容，抗EMI電容等。
電位器類：線繞電位器，導(dǎo)電塑料電位器，金屬陶瓷電位器，碳膜電位器，微調(diào)電位器，面板電位器，精密電位器，直滑式電位器等。
2026深圳國際電子元器件展覽會(huì)4個(gè)月前
電容類：鋁電解電容，鉭電容點(diǎn)電容，滌綸電容，聚丙烯薄膜電容，金屬化聚丙烯薄膜電容，陶瓷電容，安規(guī)電容，抗EMI電容等。
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使用壽命長：采用日系的105℃電解電容，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的品質(zhì)和長使用壽命。放心無償保證期3年。
12V、24V輸出機(jī)種另備有基板涂層產(chǎn)品可選，提高耐環(huán)境性。
寬電范圍輸入：AC100-120V、AC200-240V系列。
產(chǎn)品系列齊全：網(wǎng)羅FA應(yīng)用中主要的輸出電壓和功率。
國際標(biāo)準(zhǔn)：符合CE宣言、通過UL認(rèn)證(所有機(jī)型)、CCC認(rèn)證(15～150W機(jī)型)。
高溫儲(chǔ)存(MIL-STD-202-108)
薄膜電容、網(wǎng)絡(luò)低通濾波器、網(wǎng)絡(luò)電阻、熱敏電阻、可變電容、可變電阻、陶瓷共鳴器、EMI干擾抑制器、EMI干擾過濾器：85℃/1000h；
電感、變壓器、電阻：125℃/1000h；
變阻器：150℃/1000h；
鉭電容、陶瓷電容、鋁電解電容：最大額定溫度/1000h。
同時(shí)在夏季環(huán)境溫度過高，使變頻器溫度上升，溫度可高達(dá)80~90℃，由于變頻器是電子裝置，內(nèi)含電子器件和電解電容等，溫度過高易造成元器件失效，使液晶屏幕數(shù)據(jù)無法顯示，還經(jīng)常會(huì)發(fā)生變頻器保護(hù)動(dòng)作的現(xiàn)象。
因此，必須將變頻器輸出的諧波抑制在允許的范圍內(nèi)，同時(shí)消除或減弱噪聲與振動(dòng)，對(duì)變頻器進(jìn)行散熱，以延長變頻器的使用壽命。
AEC-Q200針對(duì)被動(dòng)組件的最新分類:
電容器：鉭電容器（MnO2和聚合物）和鈮電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、薄膜電容器、超級(jí)電容器
電阻器：電阻、熱敏電阻器、微調(diào)電容器/電阻器、壓敏電阻、
磁性元件：電磁（電感/變壓器）
頻率元件：網(wǎng)絡(luò)（R-C/C/R）、石英晶體、陶瓷諧振器、鐵氧體EMI干擾抑制器/過濾器
保險(xiǎn)絲：聚合自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)絲
二、新版下修了實(shí)驗(yàn)樣品的數(shù)量
AEC-Q200針對(duì)被動(dòng)組件的最新分類:
電容器：鉭電容器（MnO2和聚合物）和鈮電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、薄膜電容器、超級(jí)電容器
電阻器：電阻、熱敏電阻器、微調(diào)電容器/電阻器、壓敏電阻、
磁性元件：電磁（電感/變壓器）
頻率元件：網(wǎng)絡(luò)（R-C/C/R）、石英晶體、陶瓷諧振器、鐵氧體EMI干擾抑制器/過濾器
保險(xiǎn)絲：聚合自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)絲
二、新版下修了實(shí)驗(yàn)樣品的數(shù)量
