電解電容焊接的案例
矩形引腳電解電容焊接翻車？原因是...
摘要
針對矩形引腳電解電容與PCB板焊接問題，本文從電解電容焊接現狀、器件結構工藝設計可靠性等方面對不同品牌進行對比分析。通過焊接存在的失效機理分析、器件結構對比、超景深微鏡等設備對器件的全面分析發現，電解電容引腳、PCB板設計結構匹配存在不足，在焊接過程中容易因波峰焊焊接參數的變動導致焊接不良。從器件本身可靠性設計進行整改提升了產品焊接質量。
關鍵詞：矩形引腳,電解電容,PCB板,焊接不良
作者：李帥、張秀風、陳明軒，格力電器（合肥）有限公司
焊接是控制器主板連接不同器件的紐帶，將不同功能的元器件通過焊接有序連接起來，以實現主板邏輯功能[1]。電解電容對空調供電電源質量、保護電路免受過電壓擊穿有不可或缺的作用，是維護電路穩定工作的基石。其對工作在強電電路部分的高壓電解電容的重要性更加突出，若焊接失效將直接導致整個控制器電路失效。本文從器件結構、設計匹配、失效因素等方面進行分析，整改方案可以為同類型焊接失效分析整改提供借鑒和參考。
事件背景
空調控制器引入使用X、Y廠家不同型號的高壓電解電容，在實際生產中反饋焊接可靠性表現并不是很好，生產過程中電解電容與PCB板焊接存在不良現象，嚴重影響過程質量管控及售后質量。客戶安裝空調后長期使用存在電解電容失效現象，導致整機運行出現失效問題。
展開 “輸入電解”和“輸出電解”電容的詳細計算
輸入側的電解電容計算
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百分點來計算。當然，如果有保持時間的要求，那么需要按照保持時間的要求重新計算，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，那么我們一般認為此時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，對后面變換器的供電都是由電容儲能來保證的，那么電壓跌落是可以計算出來的：
C×ΔV=I×Δt，
ΔV是電壓紋波，一般取Vinmin的10%～20%，I是電容對后面電路的放電電流=Pin/Vinmin
而Δt則是兩次充電的時間間隔（就是一個工頻周期內電容的放電時間），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%的時間是靠電解電容儲能來供應給后面的變換器的。
那么由此我們就可以計算出輸入端的交流整流后濾波電解電容容量了。
輸入側的電解電容計算
輸出側的電解電容。輸出端的電解電容工作在高頻下，紋波電流對其影響很大，我們一般按照紋波電流的限制條件來計算輸出側的電解電容。
電解電容上的紋波電流有效值與次級整流二極管的電流有效值以及輸出電流的關系為：
電解電容的生產廠家通常會給出電解電容在某個頻率下，某個溫度時的額定紋波電流IRCrms。但實際使用過程中，我們需要考慮溫度效應與頻率效應。實際電容可以使用的紋波電流為IRCrms×溫度系數×頻率系數。不同的廠商，提供溫度系數和頻率系數參考點可能不同，要注意換算。
展開 同濟大學陳濤: DMSO摻雜的聚合物水凝膠電解質，在?20至100°C的溫度下保留高電容的柔性超級電容器
【科研摘要】
柔性超級電容器
由于其高功率密度，長期循環壽命和出色的安全性而引起了越來越多的關注。與其他儲能設備一樣，柔性超級電容器在極端寒冷和
/或悶熱的氣候下工作時，性能也會嚴重下降，這極大地限制了其實際應用。
最近
，
同濟大學
陳濤教授
團隊
展示了一種具有高離子傳導性的聚合物水凝膠，用于具有高性能和出色的耐候性的柔性超級電容器。
聚合物水凝膠的寬溫度適應性是通過引入二甲基亞砜
(
DMSO)的添加劑實現的，該添加劑可與水分子和聚合物分子的官能團形成豐富的氫鍵。
優化的水凝膠在
-20和100°C下分別具有0.82和1.12 S m
-1
的高離子電導率，與室溫下的電
導率相當。使用聚合物水凝膠作為電解質，與之相比，所得的超級電容器不僅顯示出高電化學性能，而且在低溫（
-20°C）和高溫（100°C）時均顯示出高達91％和85％的高電容保持率。
此外，即使在-20°C的條件下，開發的超級電容器也具有出色的機械柔韌性。具有寬溫度耐受性的聚合物水凝膠將來很容易實現功能化，并廣泛用于在惡劣環境下工作的其他柔性能源設備和電子產品。
相關論文以題為
Flexible supercapacitors with high capacitance retention at temperatures from
?
20 to 100
°
C based on DMSO-doped polymer hydrogel electrolytes
發表在《
Journal of Materials Chemistry A
》
。
展開 液體鋁電解電容內部構造剖析
來源 | 數碼之家
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，陰極由導電材料、電解質（電解質可以是液體或固體）和其他材料共同組成，因電解質是陰極的主要部分，電解電容因此而得名。
注意電解電容正、負不可接錯，當然過年時還是可以試試。
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。
按電解質類型可分為：液體鋁電解電容器、固態鋁電解電容器、混合鋁電解電容器。
其結構形式主要有兩種：一種是箔式卷繞形的（液態電解質），另一種是鋁粉燒結多孔塊狀的（固態電解質）。
本文圖解液體鋁電解電容，先附鋁電解剖面示意圖：
上實物了，電容外觀：
封口塞也是個壓力閥，大體積電解在鋁殼頂端也會設置一個壓力閥。
撕開外殼，味挺沖的。
引腳與封口膠塞。
因為引腳斷掉了，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，預習一下：
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）。
剝呀剝。
看到引線連接位置了。
雙層，一正一負。
一負，準確說鋁箔只是方便作為負極的電解液導電用的。
中間有層電解紙，浸潤了電解液（真正的負極）。
展開 
【知識分享】關于鋁電解電容，看這一篇就夠了！
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。
筆者結合自身經驗，通過查閱各種資料，針對硬件設計需要掌握的重點及難點，總結了此文檔。通過寫文檔，目的是能夠使自己的知識更具有系統性，溫故而知新，同時也希望對讀者有所幫助，大家一起學習和進步。
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，CV值更大，價格更便宜。電容器的基本模型如圖所示。
靜電容量計算式如下：
其中，為介電常數，S為兩極板正對表面積，d為兩極板件距離（電介質厚度）。
從式中可以看出：靜電容量與介電常數，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氧化膜(Al2O3)的介電常數通常為8~10，這個值一般不比其他類型的電容器大，但是，通過對鋁箔進行蝕刻擴大表面積，并使用電化學的處理得到更薄更耐電壓的氧化電介質層，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成如下：
陽極-----鋁箔
電介質---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稱構造的元件。兩個電極都使用陽極鋁箔的是兩極性（無極性）電容。
2.2、基本構造
鋁電解電容器素子的構造如圖所示，由陽極箔，電解紙，陰極箔和端子（內外部端子）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 天津工業大學劉雍教授課題組在鋰離子電容器用凝膠聚合物電解質隔膜性能提升方面取得新進展
鋰離子電容器因兼具較高的能量密度和功率密度、優秀的循環壽命使其具備很好的商業應用前景。目前，研究者主要將精力用于設計高性能的電極材料以得到更高能量密度的鋰離子電容器。實際上，隔膜作為鋰離子電容器重要組成部分，不僅用于阻止電極的直接接觸，同時還參與電解質中離子的運輸。但是，目前隔膜常使用的聚烯烴材料親電解液能力和耐熱穩定性有限，同時存在漏液、燃燒等安全隱患。因此，亟需開發具備高離子電導率、阻燃性能的隔膜材料，以實現鋰離子電容器電化學性能和安全性能同步提升。凝膠聚合物電解質（GPE）隔膜在一定程度兼具高安全性能和高離子電導率的優點，在能源儲存元件具有良好的應用前景。
針對提升隔膜的離子電導率，目前研究較多的是基于聚偏氟乙烯（PVDF）及其衍生物的凝膠聚合物電解質體系。自然界中的樹枝形狀具有多尺度的層級結構，該特殊結構有利于讓樹葉具有更多的著生空間。受該特殊結構和性能的啟發，天津工業大學紡織科學與工程學院劉雍教授團隊提出了一種仿生狀凝膠聚合物電解質隔膜可控制備工藝，通過在紡絲前驅液中添加四丁基六氟磷酸銨（TBAPF6）,利用靜電紡絲技術構筑仿生樹枝狀納米纖維膜，提升纖維膜的比表面積，進一步提升凝膠聚合物電解質隔膜的親液性能和離子電導率。
圖1.
展開 降壓型開關電源教程
首先在把 LM2576T-ADJ 焊接在洞洞板的中間，在它周圍留下大量的空間，以安裝其他器件。
輸入端的濾波電解電容焊接在芯片的一兩厘米內。
同樣的方法焊接輸出端的二極管、電感，保持元件連線盡可能短：
再焊上輸出濾波電容：
當焊接反饋電阻時，盡量使返回芯片的導線盡可能短。
電路板底部的布局比頂部更重要。注意我的地線是一條直線，那兩個藍色的是 100 nF 濾波電容，輸入輸出各一個：
最后的效果：
跑起來
一切準備就緒就緒。我將用 10 伏電壓作為我的開關電源的輸入電壓。我將使用我的可調節電子負載來查看它如何提供不同大小的電流。
如果你在家中這樣做，你可以使用 5歐姆 10瓦的功率電阻器作為負載。
首先，讓我們檢查一下輸出電壓是我們想要的。他是完美的 5 伏直流電！
現在，讓我們來看看電路中的這個節點，它被稱為開關節點， 也就是 LM2576-ADJ 的 2腳：
您可以看到我們熟悉的 0 到 10伏方波，開關頻率為 50.65 kHz。但是你可以看到占空比為 59.5 %，而不是理論上的 50%，此時的負載電流為 1 安培。
如果我將負載增加到 2 安培，占空比增加到 63 %。在3 安培時， 功率損失更大，控制器必須將占空比更改為 67% 才能夠維持穩定的 5 伏輸出：
還記得我之前說過我們得到了一個完美的 5 伏直流電嗎？那并不是真實的情況。讓我們將示波器的耦合更改為交流耦合并放大波形。可以看到在輸出上有一個小的交流分量，因為我們的低通濾波器并不完美。我們稱其為電源的輸出紋波。在 1 安培負載下，我們有大約 10 毫伏的紋波和噪聲。
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