鋁電解電容器

鋁電解電容器

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中文名；鋁電解電容器 外文名；Aluminum electrolytic capacitor 又稱；電容 類型；電子術語

鋁電解電容器是由鋁圓筒做負極，裡面裝有液體電解質，插入一片彎曲的鋁帶做正極而製成的電容器稱作鋁電解電容器。它是一種用鋁材料製成的電性能好、適用範圍寬、可靠性高的通用型電解電容器。國優名牌產品。由中國振華集團新雲器材廠最早研製、生產。年生產能力10億支。產品有30種型號、數千個規格，廣泛用於空調機、收錄機、洗衣機、通信機等家用電器及電子整機、儀器、儀表的配套。

目錄

概述

電容器是一種儲能元件，在電路中用於調諧、濾波、耦合、旁路、能量轉換和延時。電容器通常叫做電容。按其結構可分為固定電容器、半可變電容器、可變電容器三種。

它是一種用鋁材料製成的電性能好、適用範圍寬、可靠性高的通用型電解電容器。國優名牌產品。由中國振華集團新雲器材廠最早研製、生產。年生產能力10億支。產品有30種型號、數千個規格，廣泛用於空調機、收錄機、洗衣機、通信機等家用電器及電子整機、儀器、儀表的配套。

它是由鋁圓筒做負極，裡面裝有液體電解質，插入一片彎曲的鋁帶做正極而製成的電容器稱作鋁電解電容器。

它的芯子是由陽極鋁箔、浸有電解液的襯墊紙、陰極鋁箔、天然氧化膜等重疊卷繞而成的，芯子含浸電解液後用鋁殼和膠蓋密閉起來就構成一個電解電容器。一般情況下，鋁電解電容器的鋁殼外面都有一個塑料套管。套管顏色五顏六色，它不僅美觀，而具有特定的意義。

鋁電解電容器 它的特點是容量大，但是漏電大，誤差大，穩定性差，常用作交流旁路和濾波，在要求不高時也用於信號耦合。電解電容有正、負極之分，使用時不能接反。

鋁電解電容器的套管顏色與其代表的特性

性能指標

標稱容量和允許誤差：電容器儲存電荷的能力，常用的單位是F、uF、pF。電容器上標有的電容數是電容器的標稱容量。電容器的標稱容量和它的實際容量會有誤差。一般，電容器上都直接寫出其容量，也有用數字來標誌容量的，通常在容量小於10000pF的時候，用pF做單位，大於10000pF的時候，用uF做單位。為了簡便起見，大於100pF而小於1uF的電容常常不注單位。沒有小數點的，它的單位是pF，有小數點的，它的單位是uF。如有的電容上標有「332」（3300pF）三位有效數字，左起兩位給出電容量的第一、二位數字，而第三位數字則表示在後加0的個數，單位是pF。

額定工作電壓：在規定的工作溫度範圍內，電容長期可靠地工作，它能承受的最大直流電壓，就是電容的耐壓，也叫做電容的直流工作電壓。如果在交流電路中，要注意所加的交流電壓最大值不能超過電容的直流工作電壓值。常用的固定電容工作電壓有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、80V、100V、120V、160V、200V、250V、300V、350V、400V、450V、500V、550V、600V、630V、700V、800V、1000V。

絕緣電阻：由於電容兩極之間的介質不是絕對的絕緣體，它的電阻不是無限大，而是一個有限的數值，一般在1000兆歐以上，電容兩極之間的電阻叫做絕緣電阻，或者叫做漏電電阻，大小是額定工作電壓下的直流電壓與通過電容的漏電流的比值。漏電電阻越小，漏電越嚴重。電容漏電會引起能量損耗，這種損耗不僅影響電容的壽命，而且會影響電路的工作。因此，漏電電阻越大越好。

介質損耗：電容器在電場作用下消耗的能量，通常用損耗功率和電容器的無功功率之比，即損耗角的正切值表示。損耗角越大，電容器的損耗越大，損耗角大的電容不適於高頻情況下工作。

選用常識

電容在電路中實際要承受的電壓不能超過它的耐壓值。在濾波電路中，電容的耐壓值不要小於交流有效值的1.42倍。使用電解電容的時候，還要注意正負極不要接反。

不同電路應該選用不同種類的電容。揩振迴路可以選用雲母、高頻陶瓷電容，隔直流可以選用紙介、滌綸、雲母、電解、陶瓷等電容，濾波可以選用電解電容，旁路可以選用滌綸、紙介、陶瓷、電解等電容。

電容在裝入電路前要檢查它有沒有短路、斷路和漏電等現象，並且核對它的電容值。安裝的時候，要使電容的類別、容量、耐壓等符號容易看到，以便核實。

檢測

A 因為電解電容的容量較一般固定電容大得多，所以，測量時，應針對不同容量選用合適的量程。根據經驗，一般情況下，1～47μF間的電容，可用R×1k擋測量，大於47μF的電容可用R×100擋測量。

B 將萬用表紅表筆接負極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間，萬用表指針即向右偏轉較大偏度(對於同一電阻擋，容量越大，擺幅越大)，接着逐漸向左迴轉，直到停在某一位置。此時的阻值便是電解電容的正向漏電阻，此值略大於反向漏電阻。實際使用經驗表明，電解電容的漏電阻一般應在幾百kΩ以上，否則，將不能正常工作。在測試中，若正向、反向均無充電的現象，即錶針不動，則說明容量消失或內部斷路；如果所測阻值很小或為零，說明電容漏電大或已擊穿損壞，不能再使用。

C 對於正、負極標誌不明的電解電容器，可利用上述測量漏電阻的方法加以判別。即先任意測一下漏電阻，記住其大小，然後交換表筆再測出一個阻值。兩次測量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表筆接的是正極，紅表筆接的是負極。

D 使用萬用表電阻擋，採用給電解電容進行正、反向充電的方法，根據指針向右擺動幅度的大小，可估測出電解電容的容量。大部分萬能表都有直接測電容器容量的插口了！

應用與發展

目前全球鋁電解電容器供應市場日趨成熟，主要集中在日本、中國大陸、台灣地區以及韓國等地區。從近幾年的行業總體競爭格局來看，日本的電解電容器生產量開始逐漸萎縮減產，取而代之的是韓國企業，台灣企業，中國大陸企業。鋁電解電容器這種產品在1978年之前，在中國大陸當時算是高新技術產品，而經過三十多年的發展，鋁電解電容器這種產品對於國內鋁電解電容器的生產商來說已不屬於高新技術產品了。從技術的角度來看，國內某些知名品牌所生產的電容器已完全可以取代國外的電容器。

據《2013-2017年中國鋁電解電容器行業發展前景與投資預測分析報告》數據顯示2010年全球產值為52億美元，過去7年的平均增長率為4%-5%，預計到2012年能達到55億美元的市場規模，至2015年達到60億美元左右。從全球鋁電解電容器交貨期看，2010年以來出現了明顯的延長現象，這在很大程度上暗示着行業正在步入快速增長通道。

受成本上行壓力和下游需求朝中國轉移的影響，近幾年來，海外知名鋁電解電容器製造商紛紛來中國大陸投資建廠。鋁電解電容器在傳統消費電子領域穩步增長的同時，其應用領域隨着結構轉型與技術進步在節能燈、變頻器、新能源等諸多新興領域得以拓展。國家「十二五」規劃中明確提出：推進大中小城市交通、通信、供電、給排水等基礎設施一體化建設和網絡化發展。這些新興領域的發展將拓展新材料產品的需求空間，而作為國家重點發展產業的中國鋁電解電容器行業也將獲得巨大的發展空間。

鋁電解電容器在電子線路中的基本作用一般概括為：通交流、阻直流，具有濾波、旁路、耦合和快速充放電的功能，並具有體積小、儲存電量大、性價比高的特性。隨着現代科技的進步與電容器性能的不斷提高，鋁電解電容器已廣泛應用於消費電子產品、通信產品、電腦及周邊產品、新能源、自動化控制、汽車工業、光電產品、高速鐵路與航空及軍事裝備等。

鋁電解電容器根據電解質形態的不同可劃分為液態鋁電解電容器和固態鋁電解電容器；按引出方式的不同可分為引線式、焊針式、焊片式、螺栓式、貼片式等五種。按應用領域的不同鋁電解電容器分為消費類、工業類和特種應用鋁電解電容器，消費類鋁電解電容器主要用於節能照明、電視機、顯示器、計算機及空調等消費類市場；工業類鋁電解電容器主要用於工業和通訊電源、專業變頻器、數控和伺服系統、風力發電及汽車等工業領域；特種鋁電解電容器主要應用於軍事、航空航天以及其他特殊領域。

常見缺陷的規避方法

因其低成本的特點，鋁電解電容器一直都是電源的常用選擇。但是，它們壽命有限，且易受高溫和低溫極端條件的影響。鋁電解電容器在浸透電解液的紙片兩面放置金屬薄片。這種電解液會在電容器壽命期間蒸發，從而改變其電氣屬性。如果電容器失效，其會出現劇烈的反應：電容器中形成壓力，迫使它釋放出易燃、腐蝕性氣體。

電解質蒸發的速度與電容器溫度密切相關。工作溫度每下降10 攝氏度，電容器壽命延長一倍。電容器額定壽命通常為在其最大額定溫度下得出的結果。典型的額定壽命為105 攝氏度下 1000 小時。選擇這些電容器用於圖 1 所示 LED 燈泡等長壽命應用時(LED 的壽命為 25000 小時)，電容器的壽命便成了問題。要想達到 25000 小時壽命，這種電容器要求工作溫度不超過65 攝氏度。這種工作溫度特別具有挑戰性，因為在這種應用中，環境溫度會超出125 攝氏度。市場上有一些高額定溫度的電容器，但是在大多數情況下，鋁電解電容器都將成為 LED 燈泡壽命的瓶頸組件。

圖1 這種105℃電容器可能不會達到其聲稱的23年壽命

這種壽命溫度依賴度實際影響了您降低電容器額定電壓的方法。您首先想到的可能是增加電容器額定電壓來最小化電介質失效的機率。但是，這樣做會使電容器的等效串聯電阻 (ESR) 更高。由於電容器一般會具有高紋波電流應力，因此這種高電阻會帶來額外的內部功耗，並且增加電容器溫度。故障率隨溫度升高而增加。實際上，鋁電解電容器通常只使用其額定電壓的 80% 左右。

電容器溫度較低時，ESR 急劇增加，如圖 2 所示。在這種情況下，-40℃下，電阻呈數量級增加。這在許多方面都會影響到電源性能。如果電容器用於開關式電源的輸出端，則輸出紋波電壓呈數量級增加。另外，在 ESR 和輸出電容形成的零以上頻率，它讓環路增益增加一個數量級，從而影響控制環路。這會產生一個有振盪的不穩定電源。為了適應這種強震動，控制環路通常會在空間方面做出巨大妥協，並在更高溫度下工作。

圖2 低溫下ESR性能急劇下降

總之，鋁電解電容器通常是最低成本的選擇。但是，您需要確定其缺點是否會對應用產生不利影響。您需要通過其工作溫度，考慮其壽命長短。另外，您還要適當地降低其額定電壓，這樣您才能實現最低溫度運行，從而獲得最長的使用壽命。最後，您需要理解必須使用的 ESR 範圍，這樣您才能正確地設計出控制環路，從而滿足設計的紋波規範要求。

參考來源

視頻 | 益陽：5G熱潮下 鋁電解電容器產業迎新機