电解电容器在照明电气中的应用以滤波为主,它的性能关系到整个照明器具的性能,不可小看.据本人多年的实际的使用和研究发现,要事先预测一批电解电容的寿命是很困难的事,国内的电解电容制造厂对此也是一愁莫展,所以我认为大家就电解电容展开专题讨轮是很有必要,我想大家最好分成以下几个专题:1)电解电容器的基本原理,材料结构,2)电解电容的性能参数的意义,3)电解电容的正确选用,4)照明电器对电解电容的要求5)电解电容的寿命6)电解电容的失效分析
就以上几个问题,我很乐意与大家交流,也欢迎大家发表意见跟贴
电解电容器在照明电气中的应用以滤波为主,它的性能关系到整个照明器具的性能,不可小看.据本人多年的实际的使用和研究发现,要事先预测一批电解电容的寿命是很困难的事,国内的电解电容制造厂对此也是一愁莫展,所以我认为大家就电解电容展开专题讨轮是很有必要,我想大家最好分成以下几个专题:1)电解电容器的基本原理,材料结构,2)电解电容的性能参数的意义,3)电解电容的正确选用,4)照明电器对电解电容的要求5)电解电容的寿命6)电解电容的失效分析
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电容器最早的雏形是 莱顿瓶,就是把一块金属薄片放到一个玻璃瓶中,金属片连上金属线这就构成了电容器的一个电极,大地就是另外一个电极。后来随着人们对电的了解和物理学的发展,人们认识道:两平行导体间(也可不平行)若充满电介质,这样就构成一电容器,那该平行板构成的电容器的容量(静电容量):
C=ε S/d ε:电介质的介电常数,S平行导体相对部分的面积,d 平行导体间的距离,
以上物理量都是国际单位制量纲
对其他形妆的电容器容量的计算都很复杂,有些就很难用数学式来表达,故从略。
现在电容器有各种各样,从极性上来分:有极性和无极性电容器,从介质来分:薄膜,空气。陶瓷,油,电解质 半导体,高分子化合物,介质不同电容气的用途不同
有极性电容器以铝电解电容,铝固态电容器和钽电容为常见
有极性的铝电解电容比较正规的叫法是:湿式单端轴向引出式电解电容器和湿式双端轴向引出式电解电容两种,这两种引处端方式不一样,结构也不一样(另外一种贴片式的电解电容在这里不讨论)但其原理一样,只是引出电极不一样。
湿式单端轴向引出式电解电容器从引线形状上又分为:插脚式,焊接式,螺栓式
插脚式用于小纹波电流的场合,在照明电器中应用最多,我这这里只讨论这一种
电解电容的构造:
正极箔,负极箔,电解纸,电解液 正导针,负导针,铝壳 胶塞,套管
正极箔:就是在铝箔的表面用化学的办法腐蚀一层氧化膜(三氧 化二铝),经腐蚀后的铝箔表面布满了很多又氧化膜覆盖的小空洞,氧化膜的厚度与化成电压有关,它也决定着电容器的耐压,空洞的多少影响箔的比容,空洞的形状对电容制做工艺要求不一样,电解电容容量的形成主要靠它
负极箔:就是一片纯的铝箔或是经轻微腐蚀的铝箔,它在电解电容中只起电流传导作用,不是物理意义的负极作用。
电解纸就是电解液储存仓库,也是隔离正负极箔放止他们直接接触产生电场畸变而打火
正导针负导针结构都一样,只是CP 线长短不一样,正针CP 线长一些
他们都有共同的做用把电路的电流传导到电解中。
电解液是一种能导电的液态电解质,他在电解电容器中有两个做用一个是填充正极箔表面的孔洞,形成事实上的物理负极,第二个做用是修复正极箔的表面的氧化层,因为电解电容在工做过程中正极箔表面的氧化膜会开裂,电解要正常工作就必需对此进行修复,这就是电解液的一个重要任务
1、 开裂处理(开箔)
刻蚀和化成后铝的卷绕在一个宽轴上,把宽轴的铝箔卷切割成窄轴的轮卷以满足不同规格之需要对负极的及隔离纸并进行同样处理。
2、 铆接和卷绕
开箔后的阳极、阴极箔要分别铆接上正、负导针,阴阳两箔之间加上隔离纸分开后一起绕成圆柱状。然后,将圆柱状素子在电解液中含浸电解液充满电解纸和正极箔氧化后的孔洞中,这样负极箔也就处在电解液的包围之中,电解液实际上是充当了负极的角色,负极箔及导针的作用就是把电流从电解液中导入或导出。
3、 含浸
卷绕好的圆柱状芯子(素子)在常压或低压气压下浸在电解液中。电解液由一种或多种酸类作溶剂,一种或多种有机酸或硼酸的铵作溶质,它储存在隔离纸中,为受损的氧化膜进行修复,其对电解中溶液的性能和寿命有主要的影响。
4、 装配
扁平的密封胶塞一种圆盘形的橡胶压铸品套在含浸过电解液的芯子的两引线铝梗上。
5、 封装
将电容液的芯子(素子)放入铝卷中并且钭胶卷与铝卷压封在一起。胶塞的主要成份是EPT(三元乙酸胶)IIP(丁基胶)它是依据电容液的不同种类而选用,
8、套管
在封好后的电容液表面热缩套管(PVC or PET)电解电容外壳加上套管的,目的就是为了标明目标电容器的一鉴信息,诸如容量、耐压、电极性、极性等。假如要用作电容器的电绝缘器,该套管就要选用合适的材料。
9、老化
如上所述,介质层的氧化膜在氧化过程形成,但是介质层在开箔、钉接过程中有可能爱到损坏,在卷绕过程可能会开裂,在老化过程中对氧极氧化层进行修复,才能实现电容器的全部功能。在高温气份中给电容器施加一定的直流电压就可修复受损的氧化膜,这就是老化过程的目的。
10、检验及包装
电容器老化之后经外观和电性能检验后,即进行包装。
11、出后检验
对照客户订单和承认书对电容器进行检验。
Panasonic使用在主機板的5000小時以下低阻抗電容大部分由SAMXON代工的,但電解液和橡膠封口是Panasonic馬來西亞廠提供的,其餘的指定材料直接在中國採購,據Panasonic開發人員跟我表示SAMXON的製造和管理不會比Panasonic馬來西亞廠差,所以才會放心交給他們代工,反觀馬來西亞的Panasonic和Nichicon大量使用東南亞外勞,勞工素質遠比中國差很多,像Rubycon在印尼的勞工素質也不怎麼好,此外這些日系東南亞工廠的設備大多日本折舊完了的老機器,不過保養得還不錯,至於Capxon的老闆很有心要做好高品質的電容,但也跟其他在中國電容器廠一樣碰到價格問題,心有餘力不足。