电解电容器的结构和性能

发布时间：2018-10-28 文章来源：敏创原创点击次数：次

电解电容器

什么是电解电容？

电解电容电解电容器是一种电容器，其使用电解质来实现比其他电容器类型更大的电容。电解质是含有高浓度离子的液体或凝胶。几乎所有的电解电容都是极化的，这意味着正极上的电压必须始终大于负极上的电压。电解电容器中大电容的好处也有几个缺点。这些缺点包括大的漏电流，值公差，等效串联电阻和有限的寿命。电解电容器可以是湿电解质或固体聚合物。它们通常由钽或铝制成，但也可以使用其他材料。超级电容器是电解电容器的特殊子类型，也称为双层电解电容器，电容为数百和数千法拉。本文将基于铝电解电容器。它们的典型电容在1μF至47mF之间，工作电压最高可达几百伏特DC。铝电解电容器存在于许多应用中，例如电源，计算机主板和许多家用电器。由于它们是极化的，它们可能仅用于DC电路。电脑主板和许多家用电器。由于它们是极化的，它们可能仅用于DC电路。电脑主板和许多家用电器。由于它们是极化的，它们可能仅用于DC电路。

电解电容器的定义

电解电容器是一种极化电容器，它使用电解质来获得比其他电容器类型更大的电容。

读取电容值

对于通孔电容器，电容值以及最大额定电压印在外壳上。印有“4.7μF25V”电容的标称电容值为4.7μF，最大额定电压为25伏，绝不可超过。

对于SMD（表面安装）电解电容器，有两种基本标记类型。第一个清楚地说明了微法和工作电压的值。例如，使用这种方法，工作电压为25伏的4.7μF电容将标记为“4.7 25V”。在另一个标记系统中，一个字母后跟三个数字。该字母表示根据下表的额定电压。前两个数字表示皮法中的值，而第三个数字是要添加到前两个中的零的数量。例如，额定电压为25伏的4.7μF电容将带有标记E476。这转换为47000000 pF = 47000 nF =47μF。

信件	电压
Ë	2.5
G	4
Ĵ	6.3
一个	10
C	16
d	20
Ë	25
V	35
H	50

特点

电容漂移

随着时间的推移，电解电容器的电容从标称值漂移，并且它们具有大的容差，通常为20％。这意味着标称电容为47μF的铝电解电容器的测量值预计在37.6μF至56.4μF之间。钽电解电容器可以制造更严格的公差，但它们的最大工作电压更低，因此它们不能总是用作直接替代品。

极性和安全

由于电解电容器的结构和所用电解质的特性，电解电容器必须是正向偏置的。这意味着正端子必须始终处于比负端子更高的电压。如果电容器反向偏置（如果端子上的电压极性反转），充当电介质的绝缘氧化铝可能会损坏并开始作为两个电容器端子之间的短路。这可能导致电容器因大电流流过而过热。当电容器过热时，电解液会升温并泄漏甚至蒸发，导致外壳破裂。该过程在约1伏及以上的反向电压下发生。为了保持安全并防止外壳因过热条件下产生的高压而爆炸，在外壳中安装了安全阀。通常通过在电容器的上表面中制作刻痕来制作，当电容器过热时，该刻痕以受控的方式打开。由于电解质可能有毒或有腐蚀性，因此在更换过热的电解电容器后进行清洁时可能需要采取额外的安全措施。

AC有一种特殊类型的电解电容器，可以承受反极化。这种类型称为非极化或NP型。

电解电容器的结构和性能

铝电解电容器由两个铝箔和浸泡在电解质中的纸垫片制成。两个铝箔中的一个覆盖有氧化物层，并且该箔用作阳极，而未涂覆的箔用作阴极。在正常操作期间，阳极必须相对于阴极处于正电压，这就是为什么阴极最常标记为沿电容器主体的负号。将阳极，浸有电解质的纸和阴极堆叠在一起。将堆叠卷起，放入圆柱形外壳中并使用销连接到电路。有两种常见的几何形状：轴向和径向。轴向电容器在气缸的每一端都有一个销，而在径向几何形状中，两个销都位于气缸的同一端。

电解电容器的电容大于大多数其他电容器类型，通常为1μF至47mF。有一种特殊类型的电解电容，称为双层电容器或超级电容器，其电容可达数千法拉。铝电解电容器的电容由几个因素决定，例如板面积和电解质的厚度。这意味着大容量电容器体积大且尺寸大。

值得一提的是，使用旧技术制造的电解电容器的保质期不长，通常只有几个月。如果不使用，氧化层会劣化，必须在称为电容器重整的过程中重建。这可以通过将电容器通过电阻器连接到电压源并缓慢增加电压直到氧化物层完全重建来执行。现代电解电容器的保质期为2年或更长。如果电容器长时间保持非极化状态，则必须在使用前对其进行改造。

适用于电解电容器

有许多应用不需要严格的公差和交流极化，但需要大的电容值。它们通常用作各种电源中的滤波器件，以减小电压纹波。当用于开关电源时，它们通常是限制电源使用寿命的关键部件，因此在该应用中使用高质量电容器。

如果信号是具有弱AC分量的DC信号，它们也可以用作输入和输出平滑作为低通滤波器。然而，由于在称为等效串联电阻（ESR）的寄生内部电阻处消耗的功率，电解电容器对于大振幅和高频信号不能很好地工作。在此类应用中，必须使用低ESR电容来减少损耗并避免过热。

一个实际的例子是在音频放大器中使用电解电容作为滤波器，其主要目的是减少电源嗡嗡声。电源嗡嗡声是由主电源引起的50Hz或60Hz电噪声，如果被放大则会听到。

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