铝电解电容原理应用课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,铝电解电容器,-,原理及应用,1,铝电解电容器-原理及应用1,电容器的定义,C=,S/3.6d(pF),S:cm,2,d:cm,1F=10,6,uF=10,6,pF,介质介电常数,空 气,:1,一般物质,:2-5,铝氧化膜,:7-10,2,电容器的定义C=S/3.6d(pF)2,铝电解电容器的形状分类,片式,(SMD),引线式,(Radial type),焊针式,(Snap-in),螺栓式,(Screw type),3,铝电解电容器的形状分类片式(SMD)3,铝电解电容器的结构特点,工作介质是金属氧化膜,正极是金属基体,真正的负极是电解液,(,或电解质,),实际负极是引出负极,4,铝电解电容器的结构特点工作介质是金属氧化膜4,铝电解电容器的工艺流程和内部结构,工艺流程,分切,-,铆接,-,卷绕,-,浸渍,-,装配,-,老化,-,测试,-,包装,5,铝电解电容器的工艺流程和内部结构工艺流程5,铝电解电容器的性能特点,比容量高,具有自愈特性,具有单向导电性,工作电压有上限,(550V),损耗角较大,温度频率特性差,绝缘性能差,铝电解属有限寿命元件,6,铝电解电容器的性能特点比容量高6,铝电解电容器主要电性能参数,容量,(uF),损耗角正切,(%),漏电流,(uA,mA),ESR,等效串联电阻,(m,),阻抗,(m,),纹波电流,(m A,A),7,铝电解电容器主要电性能参数容量(uF)7,容 量,E6(E12),系列优选数,容量偏差,M:20%,K:10%,Q:-10%-+20%,T:-10%-+50%,单位,:uF(mF,F),影响容量的因素,箔片的比容,电解液,温度,频率,8,容 量E6(E12)系列优选数影响容量的因素8,损 耗 角 正 切,有功功率与无功功率的比值,(%),tg,=WCR,=2,fCR,影响损耗的因素,容量,频率,ESR,值,温度,9,损 耗 角 正 切有功功率与无功功率的比值(%)影响损耗的因,漏 电 流,漏导电流,(,泄漏电流,),由铝氧化膜表面的缺陷引起,I=KCU,影响漏电流的因素,电压大小,容量,温度,时间,原材料的纯度,10,漏 电 流漏导电流(泄漏电流)影响漏电流的因素10,等效串联电阻,-ESR,单位,:m,ESR=tg/wc,影响,ESR,的因素,铝箔的比容,电解纸的密度,电解液的电导率,电容器的制造工艺,电容器的结构,11,等效串联电阻-ESR单位:m影响ESR的因素11,等效串联电感,-ESL,单位,:H,nH,电感的影响,*限制使用频率上限,*,ESL,值大则,ESR,值也大,*,ESL,值大的电容允许通,过的,I,R,小,电感与其他参数的关系,ESL,大,则,I,R,小,高频抗干扰能力小,tg,大,减小,ESL,的措施,增加箔的面积即选用低比容箔,采用多对引线条引出,采用轴向引出方式,增加箔的宽度,不使用长而细的引出线,采用负极引出或叠箔式结构,12,等效串联电感-ESL单位:H,nH减小ESL的措施12,纹波电流,-I,R,单位,:m A,A,由脉动电压引起,公式,:,影响耐纹波电流能力的因素,频率,电容量,散热面积,允许温升,散热系数,损耗值,(,或,ESR),13,纹波电流-IR单位:m A,A影响耐纹波电流能力的因素,耐纹波电流的确定和测量,确定,芯包中心允许温升,5(10),与频率,(,频率系数,),和温度,(,温度系数,),有关,测量,:,1.,表面,测量法,(,小型产品,),2.,中心测量法,(,大型产品,),不同工艺结构区别对待,14,耐纹波电流的确定和测量确定14,电容器的寿命,1.,影响电容器的寿命的因素,电容器本身的特性,设计 工艺 制造过程,环境温度,施加的纹波电流,施加的工作电压,15,电容器的寿命1.影响电容器的寿命的因素15,电容器的寿命,2.,电容器的寿命推算,其中：,L0,为电容器额定寿命,L,为实际使用寿命,T0,为额定温度,T,为环境温度,T,为芯包允许温升,I0,额定纹波电流,I,为实际施加的纹波电流,16,电容器的寿命2.电容器的寿命推算16,铝电解电容器的应用场合,整流滤波,输出滤波,能量贮存,充放电,旁路,耦合,特殊用途,时间常数,音频电路,电机启动,校正电路,17,铝电解电容器的应用场合整流滤波,输出滤波17,铝电解电容器的串并联使用,参数的一致性,容量,损耗,ESR,漏电流,均衡,(,分压,),电阻,:R=1000/0.015C (K,),18,铝电解电容器的串并联使用参数的一致性18,铝电解电容器温度频率特性,温度特性,容量：,T,容量,损耗：,T,损耗,ESR,：,T ESR,漏电流：,T,漏电流,频率特性,容量：,f,容量,损耗：,f,损耗,ESR,：,f ESR,耐,I,R,能力：,f,耐,I,R,19,铝电解电容器温度频率特性温度特性频率特性19,铝电解电容器温度特性曲线,20,铝电解电容器温度特性曲线20,铝电解电容器频率特性曲线,21,铝电解电容器频率特性曲线21,铝电解电容器失效特性曲线,22,铝电解电容器失效特性曲线22,铝电解电容器的失效模式,干涸,容量下降,损耗上升,漏电流变大,短路,开路,防爆释放,阳极腐蚀,23,铝电解电容器的失效模式干涸23,铝电解电容器的失效分析,容量下降,损耗上升,1.,制造原因,氧化膜缺陷 氧化膜水合,含浸量不足,密封不实,2.,使用原因,过电压 反向电压,纹波电流过大 频繁充放电,环境温度过高 长时间使用,24,铝电解电容器的失效分析容量下降,损耗上升24,铝电解电容器的失效分析,漏电流变大,1.,制造原因,氧化膜缺陷 氧化膜水合 原材料纯度不够,密封不实 工艺卫生问题,2.,使用原因,过电压 反向电压 环境温度过高,纹波电流过大 频繁充放电 长时间使用,25,铝电解电容器的失效分析漏电流变大25,铝电解电容器的失效分析,短路,1.,制造原因,箔或引线毛刺 附着金属微粒,氧化膜缺陷,2.,使用原因,引线受应力 过电压,反向电压,26,铝电解电容器的失效分析短路26,铝电解电容器的失效分析,防爆释放,1.,制造原因,含浸量过多或不足多或少 氧化膜缺陷,工艺卫生问题,2.,使用原因,过电压 反向电压,纹波电流过大 频繁充放电,环境温度过高 长时间使用,27,铝电解电容器的失效分析防爆释放27,铝电解电容器的失效分析,开路,1.,制造原因,铆接不良 原材料纯度不够,工艺卫生问题,2.,使用原因,机械应力 请洗剂的使用,28,铝电解电容器的失效分析开路28,铝电解电容器的失效分析,阳极腐蚀,1.,制造原因,原材料纯度不够 工艺卫生问题,箔耐压偏低,2.,使用原因,纹波电流过大 频繁充放电,环境温度过高 洗净剂的使用,29,铝电解电容器的失效分析阳极腐蚀29,铝电解电容器试验方法,序号,试验项目,主要内容,1,浪涌电压,冲电,30s,放电,5min30s,循环,1000,次,2,高低温特性,常温,-,下限温度,(-40,-55)-,常温,-,上限温度,(85,105),常温,3,防爆试验,0.7U,R,交流或反向电压,4,高温负荷,上限温度下,施加额定,I,R,额定的工作时间,5,高温贮存,上限温度下,无负荷,1000h,6,耐焊接热,350,3.5s,7,耐湿性,40,90-95%RH,8,耐溶剂性,异丙醇,20-25,30s,9,耐振性,10-55-10HZ/,分,振幅,1.5mm,x-y-z,方向各,2,小时,30,铝电解电容器试验方法序号试验项目主要内容1浪涌电压冲电30s,防爆试验方法,军标,(,美军标,国军表,),UL,标准,JIS,标准,国标,企业标准,客户要求,31,防爆试验方法军标(美军标,国军表)31,铝电解电容器使用注意事项,普通铝电解有正负极,电容器两端电压要,小于额定电压,(0.6-0.8U,R,),普通铝不适用于频繁充放电电路,铝电解使用时,纹波电流不得超过其承受能力,铝电解工作环境温度应尽可能低且不得高于额定上限温度,铝电解长期存放后因重新老化,铝电解应储存于温度较低和干燥的环境中,32,铝电解电容器使用注意事项普通铝电解有正负极32,铝电解电容器安装注意事项,铝电解的铝外壳与负极间不绝缘,安装时应尽量避免机械应力,铝电解焊接时应尽量避免长时间高温,(,270,4s),印制电路板孔距应与铝电解脚距相匹配,带防爆阀的铝电解安装应留有足够空间,(8:2mm;10-16:3mm;18:5mm),电容器的洗净要按产品规格书要求执行,铝电解电容器使用时要远离发热元件,33,铝电解电容器安装注意事项铝电解的铝外壳与负极间不绝缘33,JH,产品与,CHEMICON,产品对照,序号,JH,产品,Chemicon,产品,产品性能,1,CD110,SMG,85,标准品,2,CD263,KMG,105,标准品,3,CD287,LXF,105,高频低阻,4,CD293,SMQ,85,标准品,5,CD294,KMQ,105,标准品,6,CD296,KMM,105,长寿命耐大纹波电流,7,CD135,SME,85,标准品,8,CD136,KMH,105,标准品,34,JH产品与CHEMICON产品对照序号JH产品Chemico,铝电解电容器的发展趋势,小型化,、扁平化,低阻抗、耐大纹波电流、长寿命化,上限温度寿命提高,(125-150),固体电解质电容器的商品化,V-chip,的技术已日渐成熟,35,铝电解电容器的发展趋势小型化、扁平化 35,谢谢,!,2003-7,36,谢谢!2003-736,