鋁電解電容知識講解

    鋁電解電容是最常用到的電容種類，鉭電容我們已經(jīng)介紹了很多了，為了加深大家對鋁電解電容的了解，下面給大家做個詳細(xì)介紹的介紹。
    鋁電解電容是由鋁圓筒做負(fù)極，里面裝有液體電解質(zhì)，插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。還需要經(jīng)過直流電壓處理，使正極片上形成一層氧化膜做介質(zhì)。它的特點是容量大，但是漏電大，穩(wěn)定性差，有正負(fù)極性，適宜用于電源濾波或者低頻電路中。使用的時候，正負(fù)極不能接反。
鋁電解電容的介質(zhì)損耗
電容器在電場作用下消耗的能量，通常用損耗功率和電容器的無功功率之比，即損耗角的正切值表示（在電容器的等效電路中，串聯(lián)等效電阻ESR 同容抗 1/ωC 之比稱之為 Tan δ，這里的 ESR 是在 120Hz 下計算獲得的值。顯然，Tan δ隨著測量頻率的增加而變大，隨測量溫度的下降而增大）。損耗角越大，電容器的損耗越大，損耗角大的電容不適于高頻情況下工作。散逸因數(shù)dissipationfactor(DF)存在于所有電容器中，有時DF值會以損失角tanδ表示。此參數(shù)愈低愈好。但鋁電解電容此參數(shù)比較高。
DF值是高還是低，就同一品牌、同一系列的電容器來說，與溫度、容量、電壓、頻率……都有關(guān)系；當(dāng)容量相同時，耐壓愈高的DF值就愈低。此外溫度愈高DF值愈高，頻率愈高DF值也會愈高。
鋁電解電容的ESR
一只電容器會因其構(gòu)造而產(chǎn)生各種阻抗、感抗。ESR等效串聯(lián)電阻及ESL等效串聯(lián)電感是一對重要參數(shù)─這就是容抗的基礎(chǔ)。一個等效串聯(lián)電阻（ESR）很小的電容相對較大容量的外部電容能很好地吸收快速轉(zhuǎn)換時的峰值（紋波）電流。用 ESR 大的電容并聯(lián)更具成本效益。然而,這需要在 PCB 面積、器件數(shù)目與成本之間尋求折衷。
鋁電解電容紋波電流和紋波電壓
也稱作漣波電流和漣波電壓，其實就是 ripple current，ripple voltage。含義就是電容器所能耐受紋波電流/電壓值。紋波電壓等于紋波電流與ESR的乘積。
當(dāng)紋波電流增大的時候，即使在 ESR 保持不變的情況下，紋波電壓也會成倍提高。換言之，當(dāng)紋波電壓增大時，紋波電流也隨之增大，這也是要求電容具備更低 ESR 值的原因。疊加入紋波電流后，由于電容內(nèi)部的等效串連電阻（ESR）引起發(fā)熱，從而影響到電容器的使用壽命。一般的，紋波電流與頻率成正比，因此低頻時紋波電流也比較低。
額定紋波電流是在最高工作溫度條件下定義的數(shù)值。而實際應(yīng)用中電容的紋波承受度還跟其使用環(huán)境溫度及電容自身溫度等級有關(guān)。規(guī)格書目通常會提供一個在特定溫度條件下各溫度等級電容所能夠承受的最大紋波電流。甚至提供一個詳細(xì)圖表以幫助使用者迅速查找到在一定環(huán)境溫度條件下要達(dá)到某期望使用壽命所允許的電容紋波量。
鋁電解電容漏電流
電容器的介質(zhì)對直流電流具有很大的阻礙作用。然而，由于鋁膜上有一層還有水分的凝膠狀物質(zhì)，在施加電壓時，重新形成的以及修復(fù)氧化膜的時候會產(chǎn)生一種很小的稱之為漏電流的電流。通常，漏電流會隨著溫度和電壓的升高而增大。它的計算公式大致是:I=K×CV。漏電流I的單位是μA，K是常數(shù)。一般來說，電容器容量愈高，漏電流就愈大。從公式可得知額定電壓愈高，漏電流也愈大，因此降低工作電壓亦可降低漏電流。
鋁電解電容使用壽命
首先要明確一點，鋁電解電容壽命很短，不超過20小時。影響電容壽命的原因有很多，過電壓，逆電壓，高溫，急速充放電等等，正常使用的情況下，最大的影響就是溫度，因為溫度越高電解液的揮發(fā)損耗越快。需要注意的是這里的溫度不是指環(huán)境或表面溫度，是指鋁箔工作溫度。廠商通常會將電容壽命和測試溫度標(biāo)注在電容本體。
因電容的工作溫度每增高10℃壽命減半，所以不要以為20小時壽命的鋁電解電容就比15小時的好，要注意確認(rèn)壽命的測試溫度。每個廠商都有溫度和壽命的計算公式，在設(shè)計電容時要參照實際數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。需要了解的是要提高鋁電解電容的壽命，第一要降低工作溫度，在PCB上遠(yuǎn)離熱源，第二考慮使用最高工作溫度高的電容，當(dāng)然價格也會高一些。