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电解电容分类

责任编辑:南京干式变压器生产厂家  发布时间:2019-11-02   点击数:237
电解电容分类电解电容(Electrolytic Capacitor)

电解电容是用金属作为阳极(Anode),并在表面形成一层金属氧化膜作为介质;然后湿式或固态的电解质和金属作为阴极(Cathode)。电解电容大都是有极性的,如果阴极侧的金属,也有一层氧化膜,就是无极性的电解电容。

根据使用的金属的不同,目前只要有三类电解电容:

铝电解电容(Aluminum electrolytic capacitors)

铝电解电容应该是使用***广泛的电解电容,***便宜,其基本结构如下图所示:


铝电解电容的制作工艺大致有如下几步:

首先,铝箔会通过电蚀刻(Etching)的方式,形成一个非常粗糙的表面,这样增大了电极的表面积,可以增大电容量;
再通过化学方法将阳极氧化,形成一个氧化层,作为介质;
然后,在阳极铝箔和阴极铝箔之间加一层电解纸作为隔离,压合绕制;
***后,加注电解液,电解纸会吸收电解液,封装成型。
使用电解液的湿式铝电解电容应用***广;优点就是电容量大、额定电压高、便宜;缺点也很明显,就是寿命较短、温度特性不好、ESR和ESL较大。对于硬件开发来说,需要避免过设计,在满足性能要求的情况下,便宜就是***大的优势。

下图是基美(Kemet)的铝电解电容产品,大致可以看出铝电解电容的特点。



铝电解电容也有使用二氧化锰、导电高分子聚合物等固态材料做电解质;聚合物铝电解电容的结构大致如下图所示:




聚合物铝电解电容的ESR较小,容值更稳定,瞬态响应好;由于是固态,抗冲击振动能力比湿式的要好;可以做出较小的SMD封装。当然,湿式的铝电解电容也可以做SMD封装,不过大都是长这样:

图片来源于百度图片
而聚合物铝电解电容的封装长这样:




钽电解电容(Tantalum electrolytic capacitors)

钽(拼音tǎn)电解电容应用***多的应该是利用二氧化锰做固态电解质,主要长这样:



固态钽电解电容内部结构大致如下图所示:




钽电容与铝电解电容比,在于钽氧化物(五氧化二钽)的介电常数比铝氧化物(三氧化二铝)的高不少,这样相同的体积,钽电容容量要比铝电解电容的要大。钽电容寿命较长,电性能更加稳定。

钽电容也有利用导电高分子聚合物(Conductive Polymer)做电解质,结构与上图二氧化锰钽电容类似,就是将二氧化锰换成导电聚合物;导电聚合物的电导率比二氧化锰高,这样ESR就会更低。

另外还有湿式的钽电容,特点就是超大容量、高耐压、低直流漏电流,主要用于军事和航天领域。湿式的钽电容主要长这样:




铌电解电容(Niobium electrolytic capacitors)
铌电解电容与钽电解电容类似,就是铌及其氧化物代替钽;铌氧化物(五氧化二铌)的介电常数比钽氧化物(五氧化二钽)更高;铌电容的性能更加稳定,可靠性更高。

AVX有铌电容系列产品,二氧化锰钽电容外观是黄色,而铌电容外观是橙红色,大致长这样:




电解电容对比表,数据来源于维基百科,仅供参考。

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