常见电解电容的封装形式是什么( 四 )



2.2.2 Z~T关系

从公式(阻抗模量)看出,随着温度的提高,tgδ下降,C 也有些增加,但因 tgδ 急速下降,故阻抗Z 将随着环境温度的升高有较快速率下降,见图1-6所示 。

2.3有关参数的影响

从等效电路来看,卷绕型箔式电容影响C和tgδ的主要参数是γ解和C纸以及阳极箔的表面状态等,浸渍纸电阻(γ解)的计算,γ解是指以易浸润的衬垫纸或其他多孔性纤维材料浸透了工作电解液后的电阻,也是称为衬垫物电阻:
可见,∮值越大,表明衬垫物渗透能力差,实验表明,当所用工作电解液在某一低温下如发生微晶析出现象,将阻塞衬垫物的结构空隙,从而使∮值显著增加,所以∮值以与电解液的成分和使用温度有关,在低温大并不是一个常数,甚至会增加几倍 。

含浸率的影响:

由于阳极箔腐蚀参数高,铝箔表面的氧化膜是微孔结构,且电解液是有一定粘性,较难完全浸入微孔之中,导致阳极箔实际的有效表面积比理论表面积小,因而实际电容量就偏低,且含浸率随着阳极箔比容的增大和电解液粘度的增加而下降 。

3.影响分析

3.1工作电解液的影响

工作电解液的电阻率大小,对γ解起决定性作用,从

可以得知;而且它还是一个变量,这才给电容器的C 和 tgδ的温频特性带来关键的影响 。

据华尔顿定律,溶液的粘度和电导率的积为—常数,当低温时,粘度上升,离子迁移率降低,所以电阻率增加,甚至在更低温度,电解液还可以结晶 。那么ρ值将增大到不能容忍的程度,因此用粘度大一些的电解液浸渍衬垫物,其γ解 将比粘度较小的电解液大得多,这样可知,粘度较小的工作电解液的电容器,是有相对较佳的C 和 tgδ的温度特性 。

我们希望电解液的电阻率和温度的关系比较平坦,即希望低温(-55℃)时,电解质的ρ的值不大于常温时的10-20倍,

即ρ -55 /ρ+20≤10-20

最多不大于50倍 。

3.2额定电压的影响

当标称电容量是一定时,如U额高,则必形成较厚的氧化膜 。如此,在高额电压下比低额电压要求有较大的阳极箔表面积 。除了用腐蚀方法增大箔的有效面积外,另一办法就是直接增大箔的几何尺寸 。但如从阳极箔的需要表面积增大来看,因为氧化膜厚度与形成电压成正比,如保持C不变,当U提高n倍时,阳极箔表面积也将增大n倍(假定形成电压与额定电压的比值相同) 。如果额定电解液的ρ液随U额高低不同所起的影响不是如此显著,低压电容器的γ解比同C的高压电容器大得多,所以前者的C 、 tgδ温度和频率特性要差一些 。

4.漏电流及抑制漏电流回升的对策

4.1漏电流产生的根源

铝电解电容器的介质膜是由电化学方法形成的Al2O3膜,因厚度极薄,易受原材料纯度、制造工艺等因素的影响,故在介质膜表面总是或多或少存在微小缝隙、杂质和疵点,同时在晶体结构上易形成晶格缺陷 。这样,铝电解电容器在施加电压后,就在上述这些隐患处形成电子电流和离子电流,其中以电子电流为主 。此外,应考虑电容器表面漏导电流的影响,它与元件表面状况(如表面的粗糙度、清洁度)及环境的温湿度均有关 。因此,漏电流是电解电容器极为重要的电气参数之一,是衡量电解电容器品质优劣、制造工艺是否得当和工艺卫生文明生产的一个直接标志 。

4.2 漏电流的表达式

铝电解电容器的漏电流从等效电路可知,它是氧化膜介质的体积漏导电流IV和通过表面的漏导电流IS之和,如图1-7所示,其表达式为:

ILC=IV+IS
4.2.2表面漏导电流IS:

IS大小与所用封口材质物性和表面状况如清洁度等有关,难以用某一公式定量来描述 。因此,清洗对降低IS 有极其重要作用 。

综上所述,在工程上漏电流通用表达式为:

ILC=IV+IS=KCU+M

一般地说,当电容器的CU值比较大,IS≤IV时,M=0 。当CU值比较小时,IS对IV影响比较大,不可忽略,M可取0~20

4.3 影响漏电流大小因素的分析

4.3.1原材料纯度的影响

电解电容器原材料中特别是构成芯子的材料对漏电流影响极大,它包括铝箔和引线的纯度以及电解液中用的各种化学试剂、去离子水和电解纸中的杂质含量,这些都对漏电流造成极大影响 。

铝电解电容器的阳极铝箔,当其纯度从99.20%提高到99.99%时,在相同的条件下其漏电流有明显下降,特别是在较高工作温度时,影响更显著 。从图1-8看出,提高铝箔纯度是延长电解电容器工作寿命以及降低漏电流的有效途