無(wú)論電容器在電子技術(shù)哪個(gè)領(lǐng)域中使用,都希望所用元件滿足性能要求,不會(huì)輕易受損,達(dá)到延長(zhǎng)使用壽命的目的。在電路設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)電解電容器的性能有更深入的了解,做到心中有數(shù),不要使電容器一直處于工作狀態(tài)。具體從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮。
l降低所處環(huán)境溫度
降低所處環(huán)境溫度,使電容器不在上限類(lèi)別溫度下工作,另外還要考慮電容器本身發(fā)熱影響,這一點(diǎn)對(duì)液體電解質(zhì)類(lèi)型產(chǎn)品尤為重要。如果產(chǎn)生高溫,會(huì)使漏電流劇增,氣體增多,使外殼處于內(nèi)壓急增狀態(tài);另外高溫能使電解液加速干涸,相對(duì)縮短產(chǎn)品壽命。因此對(duì)長(zhǎng)壽命要求的產(chǎn)品來(lái)說(shuō),工作溫度應(yīng)控制在50℃以下,這樣相應(yīng)的壽命約可提高1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。例如在45℃以可工作20年的計(jì)算機(jī)電容器,在85℃下則只能工作1~2年。如需要應(yīng)用在上限類(lèi)別溫度(85℃),則電容器芯子中心溫度應(yīng)不超過(guò)95℃,而且還得視所選擇工作電解液的性質(zhì)而定。這種高溫影響對(duì)固體鉭電容器來(lái)說(shuō),不如鋁電解電容器那么嚴(yán)重,但肯定也是有害的。
l降低額定電壓的使用上限
降低額定電壓的使用上限,也就是降低介質(zhì)氧化膜的工作場(chǎng)強(qiáng),對(duì)鋁電容器將適用。降負(fù)荷一半后,電容器的壽命能提高2個(gè)數(shù)量級(jí)之多。
實(shí)際上鋁氧化膜如出現(xiàn)損傷和被腐蝕,修補(bǔ)氧化膜拜出只能在的工作電壓下進(jìn)行,局部難于恢復(fù)到原始形成電壓值下的氧化膜厚度,所以過(guò)分降低工作電壓,對(duì)鋁電解電容器也并不是的措施。


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原材料純度的影響電解電容器原材料中特別是構(gòu)成芯子的材料對(duì)漏電流影響極大,它包括鋁箔和引線的純度以及電解液中用的各種化學(xué)試劑、去離子水和電解紙中的雜質(zhì)含量,這些都對(duì)漏電流造成極大影響。鋁電解電容器的陽(yáng)極鋁箔,當(dāng)其純度從99.20%提高到99.99%時(shí),在相同的條件下其漏電流有明顯下降,特別是在較高工作溫度時(shí),影響更顯著。從圖1-8看出,提高鋁箔純度是延長(zhǎng)電解電容器工作壽命以及降低漏電流的有效途徑。正極引線的純度也有同樣影響。另外,其他原材料如化學(xué)試劑、電解紙、橡皮塞、純水等所含氯離子、硫酸根離子含量要求也嚴(yán)格。在工作電解液中即使含有極微量氯化物,也會(huì)對(duì)產(chǎn)品發(fā)生有害的影響,因?yàn)槁然锏拇嬖诓粌H能使氧化膜損壞,而且會(huì)導(dǎo)致陽(yáng)極箔、引線被腐蝕。(因?yàn)镃L-的離子半徑,穿透力極強(qiáng),破壞性強(qiáng))l工作電解液的影響工作電解液不但起到電解電容器陰極作用,而且還要能隨時(shí)提供O2-不斷地供給陽(yáng)極以修補(bǔ)損傷的氧化膜,倘若電解液修補(bǔ)氧化膜和防止氧化膜惡化的能力差,則勢(shì)必使產(chǎn)品漏電流變大和漏電流回升。此外,電解液中的水會(huì)使氧化膜形成水合氧化膜Al2O3·nH2O(n=1~3),使介質(zhì)膜絕緣性能下降,這同樣會(huì)使漏電流增大。


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在開(kāi)關(guān)電源輸出端用的濾波電容,與工頻電路中選用的濾波電容并不一樣,在工頻電路中用作濾波的普通電解電容器,其上的脈動(dòng)電壓頻率僅有100Hz,充放電時(shí)間是毫秒數(shù)量級(jí),為獲得較小的脈動(dòng)系數(shù),需要的電容量高達(dá)數(shù)十萬(wàn)微法,因而一般低頻用普通鋁電解電容器制造目標(biāo)是以提高電容量為主,電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優(yōu)劣的主要參數(shù)。在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源中作為輸出濾波用的電解電容器,由于大多數(shù)的開(kāi)關(guān)電源工作在方波或矩形波的狀態(tài),含有及其豐富的高次諧波電壓與電流,其上鋸齒波電壓的頻率高達(dá)數(shù)十千赫,甚至數(shù)十兆赫,它的要求和低頻應(yīng)用時(shí)不同,電容量并不是主要指標(biāo),衡量它好壞的則是它的阻抗頻率特性,如圖3所示。圖3某47μF/350V鋁電解電容器的阻抗頻率特性由圖可知,隨著頻率的升高,容抗下降、感抗上升,容抗等于感抗并相互抵消時(shí)的頻率為鋁拆機(jī)電解電容器回收的諧振頻率,這時(shí)的阻抗,僅剩下ESR。如果ESR為零,則這時(shí)的阻抗也為零;頻率繼續(xù)上升,感抗開(kāi)始大于容抗,當(dāng)感抗接近于ESR時(shí),阻抗頻率特性開(kāi)始上升,呈感性,從這個(gè)頻率開(kāi)始以上的頻率下電容器時(shí)間上就是一個(gè)電感。由于制造工藝的原因,電容量越大,寄生電感也越大,諧振頻率也越低,電容器呈感性的頻率也越低。

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