電解電容的結(jié)構(gòu)原理、主要參數(shù)、引腳識別
信息來源于：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于：2022-06-23
電解電容的基本結(jié)構(gòu)是浸在電解液中的兩個電極。
在兩鋁箔之間用電解紙隔開，使電容器的兩極板絕緣。然后，將整個鋁箔緊緊地卷起來，浸漬工作電解質(zhì)（大多為糊狀液體），再用外殼密封起來，這就是有極性電解電容的結(jié)構(gòu)。
有極性電解電容的介質(zhì)就是氧化膜，它類似于晶體管中的PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?。?dāng)電解電容器的正極引腳接高電位、負(fù)極引腳接低電位時，氧化膜處于阻流狀態(tài)，如同PN結(jié)處于反向偏置狀態(tài)，正、負(fù)基板之間的電流很小，電解電容正常工作。
當(dāng)負(fù)極引腳接高電位、正極引腳接低電位時，氧化膜處于通流狀態(tài)，如同PN結(jié)的正向?qū)ㄒ粯?，兩極板之間的電流很大，將失去電容的作用，注意這種電容正、負(fù)極引腳接反后還會發(fā)生爆炸現(xiàn)象。
電容有極性是因?yàn)閮?nèi)部結(jié)構(gòu)的原因，其內(nèi)部類似存在一個PN結(jié)，只有對這一PN結(jié)加上反向電壓時，有極性電解電容才能正常工作。如下圖所示。
正因?yàn)橛袠O性電解電容兩根引腳有極性之分，所以不能用于純交流電路，如下圖所示，如果用于純交流電路中，會有一個半周工作于反極性狀態(tài)，而造成有極性電解電容損壞。
電子電路中，通常是交流電壓信號“騎”在直流電壓上，如下圖所示，整個電壓始終為正，這時交流電壓負(fù)半周峰值電壓也是正的，所以不會出現(xiàn)負(fù)電壓情況，這樣電路中使用有極性電解電容也不存在問題。
無極性電解電容是電解電容中的一種，又稱為雙極性電解電容。下圖所示是它的功能結(jié)構(gòu)示意圖。
從圖中可以看出，這種電解電容有兩個氧化膜，且兩個氧化膜一個為nip，另一個為pin，相當(dāng)于兩個PN結(jié)背靠背，如下圖所示，這樣，無論正極1還是正極2中的那一個加上高電位，另一個引腳加有低電位時，兩個氧化膜中始終有一個處于流通狀態(tài)，一個處于阻流狀態(tài)，使兩極板之間無較大的電流流過，克服了有極性電解電容兩根引腳有正負(fù)之分的不足。
無極性電解電容由于采用了雙氧化膜結(jié)構(gòu)，使電解電容的引腳變成了無極性的，同時又保留了電解電容的一些優(yōu)點(diǎn)。不過，無極性電解電容的成本比有極性電解電容高，有的要高很多。
電解電容具有體積小，電容量大，成本低的優(yōu)點(diǎn)，但是它的兩根引腳有正、負(fù)極之分，這樣使它的使用范圍受到了限制，而無極性電解電容除成本偏高之外，可克服有極性電解電容的不足。
下圖是有極性電解電容的等效電路，這是沒有考慮引腳分布參數(shù)時的等效電路。等效電路中，C1為電容，R1為兩電極之間漏電阻，VD1為具有單向?qū)щ娞匦缘难趸ぁ?br />
電解電容是一種低頻電容，即它主要工作在頻率較低的電路中，不宜工作在頻率較高的電路中。因?yàn)殡娊怆娙莸母哳l特性不好，所以容量很大的電解電容其高頻特性更差。下圖是大容量電解電容的等效電路，從圖中可以找到大容量電解電容高頻特性差的原因。因?yàn)樵诘刃щ娐分写?lián)著一只電感L0，所以當(dāng)工作頻率高時電感L0感抗很大。
1、電容量
電解電容的容量取決于在交流電壓下工作時所呈現(xiàn)的阻抗，也就是其交流電容量隨著工作頻率、電壓以及測量方法的變化而變化。
鋁電解電容的電容量的測量在頻率為120Hz，最大交流電壓為0.5V（有限值），DC bias（直流偏置）電壓為1.5~2.0V的條件下進(jìn)行。
鋁電解電容的容量隨頻率的增加而減小。
2、損耗角正切值
電容器的等效電路中，串聯(lián)等效電阻同容抗之比，這里的串聯(lián)等效電阻是在120Hz下計算獲得的值。該值隨著測量頻率的增加而增大，隨測量溫度的下降而增大。
3、阻抗
在特定頻率下，阻礙交流電流通過的電阻即為所謂的阻抗。它與電容等效電路的電容值，電感值密切相關(guān)，且與串聯(lián)等效電阻也有關(guān)系。電容的容抗在低頻范圍內(nèi)隨著頻率的增加逐步減小。
頻率繼續(xù)增加達(dá)到中頻范圍時電抗降至串聯(lián)等效電阻的值。
當(dāng)頻率達(dá)到高頻范圍時感抗變?yōu)橹鲗?dǎo)，所以阻抗是隨著頻率的增加而增加。
電阻（R）是指通過導(dǎo)體的直流電壓與電流之比，單位為歐姆。
電抗（X）是指交流電路中由電感和電容引起的阻抗部分，包括感抗和容抗，單位為歐姆。
阻抗（Z）是一個復(fù)合參數(shù)，實(shí)部為電阻，虛部為電抗，所以它與電阻、容抗和感抗三者有關(guān)，單位為歐姆。
電導(dǎo)（G）是指通過導(dǎo)體的電流與電壓之比，是電阻的倒數(shù)，單位為西門子。
電納（B）是導(dǎo)納的虛數(shù)部分，包括容納和感納，單位為西門子。
導(dǎo)納（Y）是阻抗的倒數(shù)，也是一個復(fù)合參數(shù)，實(shí)部為電導(dǎo)，虛部為導(dǎo)納，單位為西門子。
導(dǎo)納通常表示的是元器件并聯(lián)的情況，而阻抗表示的是元器件串聯(lián)的情況。
4、漏電流
電容器的介質(zhì)對直流電流有很大的阻礙作用。然而，由于鋁氧化膜介質(zhì)上浸有電解液，在施加電壓時，在重新形成的以及修復(fù)氧化膜的時候會產(chǎn)生一種很小的電流，稱之為漏電流。通常，漏電流會隨著溫度和電壓的升高而增大。
5、紋波電流和紋波電壓
紋波電流和紋波電壓又可以稱為漣波電流和漣波電壓，它是電容能耐受的紋波電壓、電流值。
當(dāng)紋波電壓增大時，紋波電流也隨之增大。疊加入紋波電流后，由于會引起電容內(nèi)部的等效串聯(lián)電阻發(fā)熱，所以會影響到電容的使用壽命。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。
電解電容一般采用直標(biāo)法標(biāo)出標(biāo)稱容量及允許偏差、額定電壓等。對有極性電解電容，還要標(biāo)出引腳的極性。
1）標(biāo)出負(fù)極性引腳位置，在電解電容的絕緣套上畫出負(fù)號的符號，以表示這一引腳為負(fù)極性引腳。
2）在新的電解電容中采用長短不同的引腳來表示引腳極性，通常長的引腳為正極性引腳。當(dāng)電容使用之后，由于引腳已被剪掉，所以無法識別極性，因而這種表示方法不夠完善。
3）這種電解電容器在鋁殼的頂部標(biāo)一個黑色標(biāo)記，表示這端的引腳是電解電容的負(fù)極引腳。
4）貼片有極性電解電容，在側(cè)面或頂部有一個黑色標(biāo)記，以標(biāo)出負(fù)極性引腳位置。
在電解電容上有防爆設(shè)計，下圖所示是人字形防爆口，此外還有十字型等多種，有的防爆口設(shè)在底部，形狀也多種多樣。
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