鋁電解電容

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鋁電解電容范文第1篇

氯化鉀，化學式KCl，無色立方晶體，常為長柱狀。無色細長菱形或成一立方晶體，或白色結晶小顆粒粉末，外觀如同食鹽，無臭、味咸。常用于低鈉鹽、礦物質水的添加劑。

氯化鉀是臨床常用的電解質平衡調節藥，臨床療效確切，用于低鉀血癥的防治，亦可用于強心甙中毒引起的陣發性心動過速或頻發室性期外收縮。氯化鉀在農業上是常用的肥料，科學應用，食品加工，食鹽里面也可以以部分氯化鉀取代氯化鈉，以降低高血壓的可能性。

（來源：文章屋網 ）

鋁電解電容范文第2篇

“軍工電容”在顯卡上安營扎寨，并迅速開花結果，蔓延升來。最近，就連一向沉穩的電源也下茸寂寞用起了固態電容，那么將固態電容用在電源上究竟是雪中送炭，還是噱頭一場外行蔣的是“鬧熱”，而只有內行才能說出萁中的門道――于是我們請到航嘉電源研究中心的姚雪峰女士來給大家一個明確的答察。

電容是儲存電荷的容器，工作時它的正，負極(板)上能夠聚積大量的電荷，在需要的時候釋放這些電荷，在這樣一張一弛之間就可以實現儲能、平滑電流輸出等多種用途。在開關電源產品中，需要使用到電容的地方就是輸入和輸出整流濾波電路。

輸入濾波電路當中的電容就是我們常說的高壓濾波電容，根據電路拓撲結構及電源功率大小的不同，輸入濾波電容一般由一到兩顆大電容來擔當。它們是整個電源中體積最大的電容。于是得了一個雅號“大煙囪電容”，我們很容易將它們識別出來；輸入濾波電容的耐壓值比較高，從200V～450V不等，容量在幾百微法(μF)左右。輸入濾波電容在電路中的作用就是儲能，它們將脈動直流電變成相對恒定的直流電。

輸出濾波電容位于低壓電路，也就是給計算機各零配件供電的+12V、+5V等低壓電路。根據輸出電壓和電流大小的不同。輸出濾波電容采用的規格從(耐壓)6.3V～25V不等，容量從幾百到幾千μF不等，例如在磐石800上就使用了25V／3300μF、16V/470uF、10V／680μF、6.3V／1500μF等多種規格的輸出濾渡電容。它們的作用就是將脈動電壓變成恒定的電壓，并過濾掉其中的雜渡，然后將純凈的電壓輸出給CPU、內存、顯卡等配件。從這個角度來說，輸出濾波電容的質量和穩定性直接關系到整個PC平臺的工作穩定性。

業界專家眼中的液態電容與固態電容

在工業上最常使用到的就是鋁電容，與此同時按照內部電解質材料的不同，鋁電容又可以分為普通鋁電解電容和固態鋁電解電容。用來表示電解電容性能好壞的參數有很多，我們經常用到的有電容量，額定電壓(耐壓值)，額定紋波電流值，ESR(等效串聯電阻)，工作溫度范圍以及壽命等，在選擇具體的零配件時，這些參數就是我們的挑選依據。

ESR值降低之后發熱問題也迎刃而解，較低的ESR值還使固態電容在耐紋波電流方面表現更加優異，事實上固態電容的額定紋波電流是普通液態電解電容的4～5倍。

普通鋁電解電容的全名叫做“液態鋁質電解電容器”，固態電容的全名叫做“導電高分子鋁質固態電容器”。雖然名字上有些繞口，但它們在結構上非常相似，主要差別就在于填充的介電材料不同――普通電解電容以液態的電解液作為介電材料，而固態電容則以固狀的功能性導電高分子聚合物作為介電材料。正是這種材料上的差異，造成了普通電解電容與固態電解電容在性能上的巨大差異。

A、ESR和額定紋波電流對電源穩定性的影響

ESR是“等效串聯電阻”的意思，它是電容的一個重要參數。如果電容的ESR值不穩定就會影響到輸出端的紋波電壓，而且ESR是引起電容發熱的主要原因――電流經過電容時就會產生熱量P=12PRssn，這個熱量會導致電容的內部溫度升高，并縮短電容的使用壽命。業界一直在想辦法降低電容的ESR值，但受限于液態電解液的材料很少有質的突破；有機聚合物材料的導電j生能是普通液態電解液的104倍，所以使用這種材料的固態電容就可以比傳統的液態電解電容實現更小的ESR參數。

B、高低溫環境卡的電容可靠性

普通液態電解電容很容易受到使用環境溫度和濕度的影響，在高低溫環境下的穩定性難以令人滿意，相比之下。固態電容在高低溫環境下都具有非常優秀的性能表現。

我們知道，傳統的液態鋁電解電容在低溫時電解液會發生凝固、導致ESR增大，固態電容的導電高分子聚合物就不存在低溫凝固的問題――容量為10μF的固態電容即使是在-55℃～105℃的范圍內，ESR阻抗不會超過0.1歐，ESR變化曲線非常平緩，而同樣容量的普通鋁電解電容的變化幅度卻是固態電容的幾十倍(圖6)。

傳統液態電容在工作時產生的熱量會導致電解液逐漸較少，進而造成電容的容量不斷降低、損耗逐漸升高，這樣很容易陷入一個惡性循環，而且高溫時的液態電解液十分活躍，很容易達到沸點并形成極大的內壓力，如果外殼無法承受這種壓力就會出現爆漿的-情況；而固態電容的導電高分子材料在高溫下相對穩定，無論是粒子膨脹還是活躍性都很低，再加上它的沸點大約在350℃，因此幾乎不存在爆漿的可能。

另一方面，如果液態電解電容長期不通電電容器內部很容易發生水合反應進而造成漏電流回升，日后開機時(或通電時)就容易產生氣鼓，這就是我們常說的’電容炸了，固態電容采用高分子材料作為介電材質，該材料不會與氧化鋁發生反應，所以可以避免此類事故的發生。

C、壽命長的才是硬道理

大家都聽說過固態電容的壽命比較長，那么究竟長多少呢?很多人沒有一個明確的認識。

其實，這是一個相對的概念：假如我們把兩顆同樣標稱2D00小時(h)耐熱溫度105℃的電容放在起，那么工作溫度每下降20℃，液態電容的壽命增加4倍，而固態電容的壽命則增加10倍(如表1所示)。這說明如果工作環境的溫度越低，那么固態電容的壽命就要比液態電容更長，在95℃85℃75℃、65℃下，固態電容的壽命將是液態電容的1.5信、2.5倍、4倍和6.25信。我們在正常使用情況下很少碰到超高溫(100℃以上)的情況，由于電容本身的發熱問題，也很少遇到超低溫的情況，最多的反而是6℃～90℃的情況。

通過上面的介紹我們已經對液態電解電容與固態電容的優缺點有了一個大致的了解，我們將它們總結一下(如表2所示)。

從這個表格中我們可以看到，固態電容的耐壓值受材料影響很難提高，所以我們在電源開關的輸入端短時間內還沒有辦法使用固態電容。而現在很多電源產品所采用的固態電容，也都是放在輸出端(低壓部分)。

既然是有用的甜餅，那甜餅有多大?

現在我們知道了固態電容是一個很有用的東西，那么它的好處有多大?值得消費者為之買單么?下面我們就用實驗來說明這個問題，我們選擇的對象是即將上市的磐石800電源――選擇這款產品的原因在于這是一款大功率的部門級服務器電源，而服務器電源要求全天連續穩定運行，且現在在節能方面也有很高的要求(典型負載超過85％，輕 載和滿載也達到了82％)。以下是我們使用固態電容與液態電源電容進行對比。

使用固態電容最突出的優點表現在紋波電壓上。開關電源產品的輸出紋波電壓一般由三部分組成：其一是紋渡電流對電容的充放電引起的電壓變化；其二是紋波電流流經ESR產生的電壓變化，其三則是開關機引起的噪聲。使用液態電解電容的產品，由于液態電解電容隨著溫度的降低容量大幅度下降、ESR顯著增大，進而紋波電壓增大，使得常溫下滿足紋波電壓要求的電源，在低溫下紋波電壓就有可能超標，這是一個比較嚴重的問題。

我們選擇磐石800電源的+5V輸出電路作為測試對象(圖8)，測試分兩步進行，首先C1和C2選擇10V／3300μF、10V/200μF普通液態電解電容，然后將Cl和C2換成10V／680μF、10V／680μF的固態電容，所得測試結果如圖9、圖10所示。

輸出濾波電容的優劣直接影響到電源的輸出紋波，而紋波的太小又直接關系到計算機系統工作時的穩定性。普通液態電解電容很容易受溫度的影響而造成電解液干涸，進而導致電源產品出現這樣或者那樣的問題，隨著使用時間的延長故障率也在不斷增加。固態電容的引入從很大程度上來說改善了電源產品所面臨的尷尬，固態電容環保、低阻抗、高低溫穩定、耐高漣波電流、高頻特性好以及壽命長等優點代表著未來的一種發展趨勢。

不過就目前的情況來看，率先使用固態電容的開關電源產品普遍都是中高端產品，這是因為電容雖小，但是成本上的差異還是非常明顯的；而且剛才我們的測試也選取3個非常特殊的環境，事實上普通用戶很少能夠碰到超低溫或者超高溫的情況，在常溫下“物美價廉”的液態電解電容也可以達到設計時的要求。所以只有在要求非常苛刻的場合，如大功率服務器電源、滿足85Plus(85Plus的要求比80Plus更加苛刻)要求的電源等等，才是展現固態電容實力的地方。

鋁電解電容范文第3篇

關鍵詞： 電解電容 濾波電路 開關電源

在電子設備中，電容器被廣泛運用：諸如濾波、退耦、高頻補償、提供交流反饋、隔阻直流、抑制密勒效應，等等。交流電經過二極管整流后，為了獲得較低的波紋電壓、還需經電容器濾波后才能使用。一般地說，大容量的濾波電容器可以提供更平滑的輸出電流。但理論和實踐可以證明，當電容量達到一定值后，即使再加大電容量對優化濾波效果也無明顯作用，應當根據負載電阻和輸出電流的大小來選擇最佳的電容量。濾波回路應用最多的是鋁電解電容器。現在電子設備中常用有兩類穩壓電源，串聯穩壓電路和開關穩壓電路。這兩種電源電路對輸出濾波電容器有不同的要求。

一、電解電容器的基本性能

電解電容器有多種性能參數。在它封裝外殼上一般有容量標示，指靜電容量及耐壓標示，指工作電壓或額定電壓。

工作電壓為絕對安全值；如果工作時的峰值電壓超過這個電壓值就可能使此電容器損壞。根據國際IEC384-4規定，低于315V時，Vs=1.15×Vr；高于315V時，Vs=1.1Vr。Vs為峰值電壓，Vr為額定電壓。

除了靜電容量及工作耐壓兩個參數外，有關電源濾波電容器的參數還有：容量誤差、工作溫度，等等。反映電容器物理性能的特性參數有以下幾個。

1.介質損耗

絕緣材料在電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，在其內部引起的能量損耗，也叫介質損失。在交變電場作用下，電介質內流過的電流相量和電壓相量之間的夾角（功率因數角Φ）的余角δ。電容器在電場作用下，在單位時間內因發熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規定了其在某頻率范圍內的損耗允許值，在交變電場的作用下，電容的損耗不僅與漏導有關，而且與周期性的極化建立過程有關。隨著頻率的上升，電解電容器的介質損耗呈現增大的趨勢，介質損耗大的電容器在高頻下工作更易發熱。

2.漏電流

鋁電解電容在工作時一定會產生漏電流。漏電流的計算公式大致是：I=KCV。漏電流I的單位是μΑ，K是常數，由于制造標準不同大約在0.001到0.03之間。同一品牌的電容器，容量愈高，漏電流就愈大。在要求比較高的工作場合，漏電流應予考慮。顯然降低實際工作電壓可減少漏電流，也就是適當提高所用電容的耐壓值。相同容量和耐壓的鋁電解電容的漏電流比鉭電解電容高許多。

3.等效串聯電阻

電容器會因其構造而產生各種阻抗、感抗，比較重要的就是ESR等效串聯電阻及ESL等效串聯電感――這就是容抗的基礎。ESR與電容器的容量、電壓、頻率及溫度等因素有關。當額定電壓固定時，容量愈大ESR愈低。用多個小電容并接成一個大電容可降低阻抗，其理論根據是電阻并聯阻值降低。反過來說，當容量固定時，選用高額電壓的品種也能降低ESR；工作頻率對ESR也有影響：低頻時ESR高，高頻時ESR低；此外，高溫也會造成ESR的升高。

二、簡單電路中濾波電容值的計算

在濾波電路中，輸入電壓為正弦交流電220V，50Hz。在電容的充電過程中，二極管等效電阻為R，得

將其包含表達式并整理得：

U′（t）+U（t）=U（5）

這是一階非齊次微分方程，其解為：

U（t）=U（t）+U（t）=U（t）=e+cos?t+sin（?t）

在電容的放電過程中，電容只和電阻組成回路，其放電方程為：

U（t）=Ue（6）

其中，U為電容充電時達到的最大電壓。

一般地，只要簡單估算就能達到實際應用的要求。電容的選擇應滿足下式：

RC?垌（7）

F=100Hz。也可將上式寫成：

C?垌（8）

在（8）式中我們可以看到在簡單的整流電路中，濾波電容器的容量大小和電源頻率成反比，和電路負載電阻成反比。具體數值可取（8）式右邊的5―10倍。在電源頻率一定的情況下，負載電阻越小，即負載越大，濾波電容的容量應該越大。顯然，如果提高電源頻率，也可減小濾波電容的容量。

三、開關電源輸出濾波電容的計算

由于開關電源輸出電壓是脈沖波形，必須有LC濾波器和續流二極管D才能得到平滑的直流輸出電壓。在簡單的計算中可忽略開關管、續流二極管，以及濾波電感器的壓降和損耗。

續流二極管D上的反向電壓U等于U。電感L上的電壓為：

U-U=Ldi/dt（9）

開關管截至時，二極管因正向導通u=0，使開關管集電極電位U=0，電感L上的電壓為：

-U=Ldi/dt（10）

可以認為在一個開關周期中，U和U都是不變的，則由上兩式可知通過電感L的電流i是線性地增長和減小的。其平均值為I。

二極管D的反向電壓U、電感L兩端電壓u、通過電感的電流I及輸出電壓u的波形。當時間變化t/2時，電感L中電流變化Vi，由式（10）可得：

L=•（11）

考慮到U=Ut/T=d•U，式中T=t+t是開關周期，t是導通期，t是截止期。d=t/T是脈沖占空系數。式（11）可寫為：

L=（1-d）（12）

為保證電感電流i不出現截止，應有VI≤I。通常把出現電流截止條件VI=I時的電感值稱為臨界電感：

L=R（1-d）2f（13）

式中，R=U/I是負載電阻。為可靠防止電流截止，選L=2L。

圖2中在電感中電流超過平均電流I的T/2期間，過量的電流使電容C充電。輸出電壓u由最小值變化為最大值，總變化量為2VU。則在T/2時間中流過電感的總電量：

VI=2VUC（14）

將式（12）和（13）代入式（14），求得開關電源輸出濾波電容為：

C=（15）

鋁電解電容范文第4篇

關鍵詞：化成液 氧化膜介質層 磷酸

中圖分類號：TM53 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0132-01

化成箔是制造鋁電解電容器的主要材料，化成箔氧化膜的質量關系到電解電容器性能的優劣，直接影響電解電容器的使用壽命。鋁箔化成就是利用電化學原理，將鋁箔進行陽極氧化，使化成液中之氧與鋁結合，生成致密的氧化膜介質層，用于鋁電解電容器制造。磷酸去極化工序在化成過程中必不可少，磷酸去極化工序之后的化成液一般都會含有一定含量的磷酸，本文通過在化成液中添加一定量的磷酸，模擬化成過程進行實驗，研究磷酸含量對箔樣性能的影響，確定最高允許含量，指導實際生產。

1 實驗

1.1 實驗儀器和材料

（1）桂東電子生產的中高壓腐蝕箔；（2）電容級磷酸；（3）直流穩壓穩流電源、TV特性測試儀。

1.2 實驗方法

本文將處理過的腐蝕箔片置于含不同磷酸含量的化成液中進行化成，對完成化成的箔片，按照《中華人民共和國電子行業標準SJ/T 11140-1997》進行檢測，從而分析化成液中磷酸含量對箔樣性能的影響，確定化成液中磷酸的最高允許含量。

2 結果與討論

2.1 不同磷酸含量對箔片外觀的影響

通過實驗發現，磷酸含量在0～40 ppm是箔樣外觀未見明顯異常現象；磷酸含量為50 ppm時，化成初始出現“吱吱”聲響，無閃火光，出現箔邊緣少量被溶解現象；磷酸含量為60 ppm時，則持續有“吱吱”聲響，無閃火光，箔邊緣出現氣泡、溶解脫落呈鋸齒狀現象，箔樣外觀如圖1、2、3所示。

可見，化成液中磷酸含量超過40 ppm后，造成陽極鋁箔腐蝕溶解，邊緣溶解脫落呈鋸齒狀。

2.2 不同磷酸含量對箔樣性能的影響

圖4反映了磷酸含量超過35 ppm以上，隨著含量的繼續增加，箔樣比容急劇下降，此時陽極鋁箔腐蝕溶解加劇；圖5顯示在一定范圍內，磷酸含量的增加對tgδ影響不大，但當磷酸含量超過40 ppm時，tgδ則明顯變大；圖6、圖7反映了磷酸含量對Tr及Tr60的影響，在40 ppm以內時，趨于穩定范圍，但當其含量超過40 ppm時，Tr和Tr60明顯變長，箔樣性能變差。

2.3 不同磷酸含量對化成液閃火電壓的影響

在化成液中分別加入0.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0、35.0、40.0、50.0、60.0 ppm 磷酸，取相同化成箔，測試化成液的閃火電壓（Us），磷酸含量與Us關系如圖8所示。

從實驗結果可看出，隨著化成液中磷酸含量的升高，閃火電壓逐步下降；化成液中磷酸含量為0～25 ppm，閃火電壓下降幅度不大；高于25 ppm后，閃火電壓下降幅度變大，同時用于測試的箔片邊緣呈鋸齒狀。

3 結論

隨著化成液中磷酸含量的增加，在電場作用下，發生電化學作用，陽極鋁箔被腐蝕，邊緣溶解脫落，呈鋸齒狀；化成槽液中磷酸含量升高，其閃火電壓隨之下降。化成液中磷酸的最高允許含量為25 ppm。

鋁電解電容范文第5篇

電解鋁系統容錯控制思想是當整流機組出現一定的故障或異常后，通過限制并降低異常機組的負荷輸出，提高正常機組的負荷輸出，從而保證故障或異常不會繼續惡化，而且能在設備所能承受的負荷內繼續工作，將故障或異常影響局部化和最小化，以防止事故繼續惡化引起更大事故。如果系統總負荷輸出不能滿足正常生產，降低系統總負荷輸出至電解槽保溫狀態，盡量減少異常引起的損失。中控室獲得總調PLC上傳的異常或故障信息，繼續進行深層次分析，完成故障診斷，并根據不同故障類型采取不同容錯控制策略如果機組診斷出循環冷卻水水溫高、元件母排熱、快熔壞一個和機組低倍過載異常時，采取異常機組限負荷控制策略，異常機組控制按鈕自動由總調切至分調，中控室直接控制異常機組，，分調/總調控制策略主要分為3個步驟:負荷運算、分調控制和總調控制。系統運算步驟主要分析每個整流機組的運行狀態及參數，采集每個機組的狀態并運算總調和分調機組的實際總負荷輸出，為后續負荷分配提供數據信息。分調/總調控制策略增加限制判定環節，保證系統安全運行，減少運行人員的誤操作。負荷運算步驟結束后，系統判定每個機組的工作狀態，通過分調/總調標志判定機組是否異常，對出現異常的機組，執行第二步分調控制，否則機組參與第三步總調控制。當機組診斷出異常后，為了保證系統輸出恒定，降低并限制其負荷輸出，首先對單機組電流給定值執行異常限定，使異常機組實際輸出值限制在可允許的工作范圍內，然后機組執行PID調節，保證整流機組輸出值與實際輸出限定值相同。如果經過限定后，機組異常還未消除，則執行切除本機組處理。由于異常機組被切除或限定輸出，為了保證電解的正常運行，需要適當提高正常機組的負荷，則系統執行第三步總調控制。為了減少誤差，總調策略設置PI前饋調節，調節后重新分配正常機組的負荷，并對其總調給定限制，以保證機組安全運行。總調單機組重新獲得負荷分配，通過PID調節，使總調機組輸出恒定。當多個機組被切除后，系統已經不能滿足電解正常運行，通過修改總給定值，降低整個系統的負荷，使電解槽處于保溫狀態，減少故障引起的損失。

應用及仿真實例

系列共有6個整流機組，系列的總電流額定輸出為400kA，采用“n+1”的模式，5個機組投入工作時即可以滿足系列總輸出要求，在這種情況下，每個機組額定輸出電流值I=80kA，當6個機組同時工作時，每個機組的實際輸出Ir=66．67kA。本文的容錯控制策略在機組異常情況下，也可以保證電解的正常進行。另外在極端情況下，在保證設備安全工作前提下，能保證電解槽處于保溫狀態，在一定程度上減少損失。

結束語