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对于电解电容而言,那些优缺点你能巧妙的运用吗?

2020-06-17 11:02 来源:互联网 编辑:Emma

有极性电解电容器通常在杏鑫电源电路或中频、低频电路中起杏鑫电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。本文分别以铝电解电容器,钽电解电容器和铌电解电容器为例,全面阐述这三类电解电容的那些优缺点?

一、铝电解电容

1 铝电解电容介绍

铝电解电容器是由铝制造的箔的表面上的蚀刻。铝箔涂有薄的氧化铝绝缘层,它是电容器的电介质。铝涂有非固体电解质,它是电容器的阴极( - )。还有另一层铝箔,称为“阴极铝箔”,它与电解质接触并连接到电容器的负极端子。

铝电解电容器根据其电解质类型可分为三种类型:非固态铝电解电容器;固体铝电容器,其电解质为固态二氧化锰;聚合物电容器,其电解质是固体聚合物。

液体电解质提供所需的氧作为电介质氧化膜恢复本身。但电解液会蒸发,干燥过程会随着温度的变化而变化,导致电参数漂移并限制电容器的寿命。

对于电解电容而言,那些优缺点你能巧妙的运用吗?

铝电解电容器的结构

2 铝电解电容的优点和缺点

铝电解电容的优点

-铝电解电容器价格低廉,容量大,并且可以在波滤波在较低的频率中使用。

-它们的能量密度高于薄膜电容器和陶瓷电容器。

-它们的功率密度高于双层电容器的功率密度。

-峰值电流没有限制。

-在外观和风格上有许多变化,以及定制的寿命,工作温度和电气参数。

-铝电解电容生产厂家很多。

铝电解电容的缺点

-铝电解电容器的寿命受电解液蒸发的限制。

-铝电解电容器对机械应力敏感。

-铝电解电容器对卤化物污染敏感。

3 铝电解电容的应用

铝电解电容器的通常在很多的电子设备的杏鑫电源中使用,开关模式杏鑫电源和DC-DC转换器。它们还用于许多工业杏鑫电源转换器和变频器。一些特殊的电容器用于对能量存储,如在音频中使用闪光灯,闪光灯闪光,或频率的耦合装置。

铝电解电容器的极化电容器由于其阳极氧化。它们只能与正确的直流极性一起使用。如果它们被连接到的相反极性的直流或交流电,它们会被破坏了短路。唯一的例外是双极铝电解电容器,其可以在交变电流被使用。

二、钽电解电容器

1 钽电解电容器简介

钽电解电容器的阳极是由钽颗粒制成的,钽颗粒表面覆盖绝缘氧化物作为介质,周围包裹着液体或固体电解质作为阴极。钽电解电容器由于具有较薄的介电层和较高的电容率,其每单位体积电容比普通电容器和其他电解电容器大。

钽电解电容器的结构

目前,钽电解电容主要分为烧结固体、箔状缠绕固体和烧结液三种类型,其中烧结固体占总产量的95%以上,主要种类为非金属密封树脂包装。

钽电解电容器的工作介质 是在钽表面形成的极薄的五氧化二钽薄膜。该层氧化膜介质与电容器的一端集成在一起,不能单独存在。因此,每单位体积的电容特别大。也就是说,比容量非常高,因此特别适合于小型化。

在钽电解电容器的工作过程中,它们具有自动修复或隔离氧化膜缺陷性能的能力,从而使氧化膜介质可以被强化,随时恢复其应有的绝缘能力,而不会遭受连续的累积损伤。这种独特的自愈能力保证了他们具有长寿命和可靠性的优势。电容器具有单向导电性,即它们具有“极性”。在使用中,应根据杏鑫电源的正负方向连接电流。电容器的阳极与杏鑫电源的“+”极连接,而阴极与杏鑫电源的“-”极连接。如果电容器连接不当,不仅不能工作,而且泄漏电流也会很大。结果,铁芯会在短时间内升温,破坏氧化膜,然后使其失效。

2 钽电解电容器的优点和缺点

钽电解电容器的优点

-体积小

由于钽电解电容器是由钽粉制成的,钽氧化膜的介电常数比氧化铝膜的介电常数高17,钽电容器的单位体积更大。

-工作温度范围宽

一般来说,钽电解电容器可以在-50℃~100℃的温度下正常工作。虽然铝电解电容器也能在这个温度范围内工作,但它们的性能远远低于钽电解电容器。

-性能

钽电解电容器中的钽氧化物薄膜介质不仅耐腐蚀,而且使用寿命长,绝缘电阻高,漏电流低,长期性能好。

-阻抗频率

固体电解电容器的工作频率可高于50kHz。钽电解电容器的电容随频率的增加而减小,但减小程度较小。数据显示,当在10kHz下工作时,钽电解电容器的电容降低不到20%,而铝电解电容器的电容降低了40%。

-高可靠性

氧化钽薄膜的化学性质稳定。由于Ta 2 O 5 ,钽阳极的基板可以承受强酸和强碱,钽电解电容器可以使用含有极低电阻率的固体电解质或液体电解质。其结果是,钽电解电容器的损耗比铝电解电容器的较小的小号。

钽电解电容器的缺点

由于不使用电解质作为介质,钽电解电容器价格昂贵并且与其他类型的电容器相比具有有限的电容。

3 钽电解电容器的应用

钽电解电容器具有各种形状,并且容易加工成适合于表面安装的小部件,满足了电子技术自动化和小型化的需求。虽然钽稀少,钽电解电容相对昂贵,但由于钽粉(30kuF.g-100kuF。V / g)的大量采用以及电容器制造技术的完善,钽电解电容器得到了迅速发展。开发和使用范围越来越广。钽电解电容器不仅广泛用于军事通信,航空航天,还用于工业控制,电影和电视设备,通信仪器和其他产品。另外,由于钽电解电容器能够存储电量,充电和放电等,因此它们是 也用于过滤,储能和转换,标记旁路,耦合和去耦,并用作时间常数元素。

三、铌电解电容器

1 铌电解电容器简介

铌电解电容器是有极性化的电容器。它们的阳极(+)被钝化铌或铌氧化物用绝缘五氧化二铌作为介电小号铌电容器的小号。在氧化物层的表面上是一层固体电解质,它是铌电解电容器的阴极( - )。

对于电解电容而言,那些优缺点你能巧妙的运用吗?

铌电解电容器的结构

早在20世纪60年代,由美国和苏联领导,许多国家开始研究铌电解电容器。但在研究过程中,五氧化二铌介电膜受热和电应力的严重破坏,导致电容器漏电流大,故障率高。自20世纪90年代以来,随着粉末生产技术的不断提高,铌粉的电性能有了很大提高,为铌电解电容器的发展奠定了坚实的基础。新型铌电解电容器性能好,价格低价格引起了全世界的广泛关注。

铌电解电容器的制备必须满足下列要求:

1. 避免铌阳极中的氧过饱和,即必须防止形成低氧化物;

2. 抑制氧气通过Nb 2 O 5 膜和Nb / Nb2O5接口的迁移;

3. 确保介电层的热稳定性。

英国公司AVX具有铌电解电容器,其电容范围是100-470μF和工作温度高达105℃。像美国的Kemet和日本的NEC这样的公司 - 世界领先的钽电解电容器企业 小号 正积极致力于开发铌电解电容器小号。俄罗斯也是在这一领域的高层次的,因为它的基础上,不断研究的前苏联的研究。

此外,还有钽 - 铌合金电解电容器,其阳极是通过钽 - 铌合金粉末的烧结形成的。并且介质是在正电极的表面上化学形成的氧化物膜。这种电解电容器的性能仅次于钽电解电容器,并且优于铝电解电容器。由于铌丰富且价格适中,这种合金电容器前景广阔。

2 铌电解电容器的优点和缺点

铌电解电容器的优点:

-在相同电容下,铌电解电容器的介电常数是钽电解电容器的两倍。

-该化学稳定性的铌电解电容器比铝电解电容的更好。

-泄漏电流和损耗很小。

铌电解电容器的缺点:

铌电解电容器可以还形成在其表面上的电介质氧化膜。铌电解电容器的最大问题是由热和电应力引起的电介质氧化膜的损坏将导致漏电流的增加和电容器的故障。

3 铌电解电容器的应用

铌电解电容器已进入高比容量电容器市场,它们具有类似于普通钽电解电容器的容量/电压范围和与标准钽电解电容器类似的等效串联电阻特性。铌电解电容价格低廉,性能稳定,可替代部分钽电解电容,电容器,陶瓷电容器和铝电容器。铌电容器不易因点火而损坏,这保证了电路的安全性。铌电解电容器的高漏电流对于大多数应用来说不是问题,因为最大剩余电流远低于50μA。例如,在个人计算机(PCS)的使用中,与微处理器的总功耗相比,这个数字相当小,并没有太大的区别。寿命试验证明,铌电解电容器的电容小号 随着时间的推移,漏电流不断增加,但生长速率降低,出现饱和状态,这是由于铌阳极氧化膜的不稳定性造成的。改进铌电解电容器以避免形成低氧化物并稳定介电氧化膜。随着电子电路和电子工业的发展,铌电解电容器作为一种新型电容器被引入市场,并开辟了其应用领域。

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