带你认识一下铝电解电容

铝电解电容初探

电解电容是一种由两块平行金属板以及两金属板之间放置电解液所构成的电容。电容器依照所使用的电极材料、电解液之种类而付予电容器的名称。介质有电解液涂层有极性，分正负不可接错。

电解电容包含两个导电电极，中间有绝缘层隔开。一个电极（阳极）由扩大 了表面积的铝箔形成。铝氧化层（AL2O3）在其表面形成绝缘层。与其它电容相比， 铝电解电容的负极（阴极）是导电液体，称作电解液。另外一个铝箔，是所谓的阴极箔，其有更大的表面积，以传递电流到电解液。电容的阳极是极纯的铝箔， 其有效表面被极大地增大（比例可以到 200 倍），增大方式是一个电化学腐蚀过程， 这样可以使电容到最大容量。化学腐蚀的方式以及程度过程不同，决定于其不同 要求。

铝电解电容器的主要生产原材料为：阳极箔、阴极箔、电解纸、电解液、导箔、胶带、盖板、铝壳、套管、垫片等。

其生产工序主要有：切割、卷绕、含浸、装配、老化、封口、印刷、套管、测量、包装、检验等。

铝电解电容器的主要电学性能参数

额定电压 VR：是设计电容时设计的而且表示在电容上的直流电压。对于铝 电解电容，额定电压≤100 V 通常叫做低压电容，而额定电压>100 V 称作（中）高 压电容，常用的额定电压有 6.3V，10V，16V，25V，50V，63V，100V，250V， 400V，450V，500V，630V 等。

工作电压VOP：电容可以在额定电压（包含一些叠加成份）下额定工作范 围内连续工作。允许的连续工作电压范围为0V到额定电压之间。在很短时间内， 因阴极铝箔上有一层空气氧化层，电容可以承受不超过1.5 V 的反向电压。

浪涌电压VS：是短时间内可以加在电容上的最大电压，比如一小时内5次， 每次一分钟。IEC 60384-4定义浪涌电压如下：如果 VR ≤ 315 V，VS = 1.15VR， 如果VR > 315 V，VS = 1.10VR。

额定容量CR：是电容设计和标示的交流电容值。CR是由(IEC 60384-1 and IEC 60384-4)规定的特殊标准来测得的，对于电解电容一般测试条件为2倍工频 （100HZ 或 120HZ），室温。另外，容量误差是电容实际容量离开额定容量分布范围，一般会标在本体上，对于 AL 电解基本上标记为 M（±20%）。

使用温度范围：即电容器能够稳定工作的温度范围，目前常见的低温极限值大致有-55℃，-40℃，-25℃几种，高温极限值大致有 85℃, 105℃ ,125℃，130℃ 等几种。

耗散因数 tanδ：是等效串联电阻与等效串联线路里(如下图)容性电抗成分的比值，或者是在正弦电压下有功功率（耗散功率）与无功功率的比值。

等效串联电感 ESL：自身电感或者称等效串联电感来源于接线端子及电容 内部设计，如上图。

等效串联电阻 ESR：是指等效串联线路的阻性成分。ESR 值与频率，温度 有关，而且与耗散因数有关，公式如右图

阻抗 Z：是指等效串联线路的总的电抗值，它只要包括容量 CS的容性电抗 部分；电解液及接线端子的介电损失及欧姆阻抗 ESR 部分；由电容绕制及接线端子产生的感性电抗 ESL 部分。ESL 只取决于频率，而容性电抗和阻性电抗则取决于频率及温度。

漏电流 Ileak：由于铝电解电容的特殊特性，其铝氧化层也充当绝缘层，在 直流电压施加很长时间后，还有一个小电流会继续流过电容。这个电流叫做漏电流。漏电流小意味着电容的绝缘层设计的很好。

纹波电流：用rms值来标示流过设备的交流电流，其原因是跳动及浪涌电 压。最大允许纹波电流决定于环境温度，电容表面积（散热区域），耗散因数以及交流频率等。由于热应力对电容寿命有决定性作用，由纹波电流产生的热量就是影响使用寿命的重要因数。

使用寿命：使用寿命（也定义为服务寿命及操作寿命）定义为电容不超过指定失效率的可以达到的寿命。使用寿命是应用使用经验以及加速老化试验来得到的。如果负载低于额定值，使用寿命可以得到延长（比如低的工作电压，电流及环境温度），适当的散热措施也可以延长使用寿命。

除了上述的电学参数外，电解电容还有存储温度，气候条件，温湿循环， 引线强度，可焊性等可靠性项目。