电子技术（二十九）——电解电容-电解电容的作用原理

一、概述

电解电容是电容的一种，金属箔为正极（铝或钽），与正极紧贴金属的氧化膜（氧化铝或五氧化二钽）是电介质，阴极由导电材料、电解质（电解质可以是液体或固体）和其他材料共同组成，因电解质是阴极的主要部分，电解电容因此而得名。同时电解电容正负不可接错。铝电解电容器可以分为四类：引线型铝电解电容器；牛角型铝电解电容器；螺栓式铝电解电容器；固态铝电解电容器。【来源：360】

二、分类

1、按阀金属划分

电解电容器按照阀金属划分，可分为铝电解电容器、钽电解电容器、钽铌合金电解电容器三种。

备注：阀金属，是可进行阳极化处理，阳极氧化后能在其表面均匀生成一种与氧化膜厚度有关的干涉色的金属。以阀金属为正极，在其表面用电化学的方法形成氧化膜作为介质，用液体或固体（或半导体）等电解质作为负极，并紧密接触于氧化膜介质，用另一金属作为负极引出的电容器称为电解电容器。

2、按电解质状态划分

电解电容器按照电解质状态划分，可分为固体电解电容器、液体（湿式）电解电容器两种。

3、按正负极呈现状态划分

电解电容器按照正负极呈现状态划分，可分为箔式卷绕型电解电容器、烧结型电解电容器两种。

备注：电解电容器的内部有储存电荷的电解质材料，分正、负极性，类似于电池，不可接反。正极为粘有氧化膜的金属基板，负极通过金属极板与电解质（固体和非固体）相连接。【来源：360】

三、液态铝电解电容

1.简介

以阀金属铝正极，在其表面用电化学的方法形成氧化膜作为介质，用电解液作为负极，并紧密接触于氧化膜介质，用另一金属作为负极引出的电容器称为铝电解电容器。 优点：氧化膜具有自愈作用，价格便宜，单位体积容量大，大量应用于低频滤波中相对而言，电压可以做得高些，坦电解、铌电解都做不到200V，铝电解在国外可以做到730V。缺点：漏电流大，损耗大，频率特性差，不能承受低温和低气压，一般只能用于地面设备。

2.加工过程

液态铝电解电容的制作加工过程，主要分为：腐蚀、化成、切割、卷绕、含浸、组装、老化、加工出检等7大步骤。

3.基本原理

4.基本电气特性

电容容量：是电容器的最重要的参数。

AC和DC的电容量：一般用直流电压所测得的电容量要比交流电压测得的电容量更大，约是1.1-1.5倍，这种偏差对于低压电解电容器表现的更为突出。在多数应用场合中，比如滤波和耦合，最关注的是交流电容量。

额定电容量：额定电容量是交流电容量的容值，被标示在电容器表面上的电容量。

电容量公差：指可允许电容量的最大值和最小值，用相对于额定电容量的百分数的增加和减少来表示，一般±20%。

电容量的温度特性：温度是影响电容量的很重要参数，温度下降，电解液黏度增加，导电性能下降，电容量下降。

电容量的频率特性：等效电容值随频率增加而降低。

等效串联电阻：（ESR）是一个单一的电阻值，它代表了电容所有的与电容相串联的欧姆损耗。电解液的电阻是铝电解电容等效串联电阻（ESR）的主要部分。低等效串联电阻的铝电解电容器实际上是采用了低电阻率的电解液。

ESR的温度特性：温度升高，ESR下降。

ESR的频率特性：谐振频率之前，频率上升，ESR下降；谐振频率之后，频率上升，ESR上升。

等效串联电感：（ESL）是由电容器的引脚电感和电容器两个极板的等效电感串联构成的，等效串联电感对于频率和温度相对独立。阻抗：（Z）铝电解电容的阻抗实际上是阻抗的幅值，它是在一个给定的频率下电压与电流的比值，它与电容的电容量，ESR以及串联电感有关。损耗因素：（DF）在电容器的等效电路模型中，等效串联电阻ESR与容抗XC(1/2PIFC)之比称为损耗脚正切。表示信号的交流分量在电容器上的损耗能量与信号的交流分量总能量之比。一般地，将标准测试频率下的损耗角正切，称为损耗因素DF。纹波电流：纹波电流是流进电容的交流电流。之所以称为纹波电流是因为其所关联的依附在电容的直流偏置电压上的交流电压的行进就像水上的纹波一样。纹波电流使电容发热，最大可允许的纹波电流决定于多大可被允许且仍能满足电容的负载寿命指标。漏电流：（DCL）作为电介质的氧化铝具有一个特性：即使在DC正向电压施加于电容器一段时间后仍有一个微小电流持续从正电极流向负电极。这个微小的电流称为漏电流。越小的漏电流表明电介质制作得越精良。漏电流值依赖于给定的电压，充电周期和电容的温度。

5.纹波寿命