电解电容器(电解质电容器)
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核心特点:有极性,利用阀金属阳极氧化生成氧化膜作为介质,电解质为阴极;单向导电类似二极管,不能加反向电压,否则容易击穿损坏。 |
一、基本原理
采用阀金属(铝、钽、铌、钛等)做阳极,通过阳极氧化工艺,在金属表面生成一层极薄的金属氧化物薄膜,这层薄膜就是电容器的绝缘介质;阴极由电解质构成。
阀金属定义——
阀金属的特性:
1. 阳极接电时,表面生成绝缘氧化保护膜,阻断电流;
2. 作为阴极时可以正常导电;
3. 氧化膜生成速度和化学溶解速度达到平衡后,氧化膜厚度稳定,对应此电解条件下的最大膜厚。
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这种单向阻通特性,决定了电解电容大多是有极性电容,和无极性陶瓷电容有本质区别。 |
二、分类方式
1. 按电解质状态
• 液态电解电容器:电解液为液态铝电解,成本低、容量大;缺点有漏液风险、寿命受温度影响大。
• 固态电解质电容器:固态导电材料代替液态电解液(如固态钽电容、固态铝电容),ESR 更低、高频性能好,不易漏液。
2. 按阀金属材料
• 铝电解电容:最常见,大容量、性价比高
• 钽电解电容:体积小、稳定性好、漏电流小,价格偏高
• 铌电解电容:性能接近钽电容,耐压一般偏低
3. 按阳极结构形态
• 箔式卷绕型:铝箔腐蚀扩面后卷绕,主流铝电解结构
• 烧结型:金属粉末压块高温烧结形成多孔阳极,钽电容大多是烧结型
4. 按电气特性
• 通用型:普通电源滤波
• 宽温型:高低温环境使用
• 长寿命型:工业电源,长时间持续工作
• 无极性型(背靠背电容):两个有极性电容反向串联,可用于交流回路
• 低漏电流型:适合采样、保持电路
• 低 ESR / 高频特低阻抗型:高频滤波,应对大纹波电流
• 耐高纹波型:开关电源,承受较大交流纹波
三、关键注意点
1. 有极性电解电容严禁反接,施加反向电压会破坏氧化膜,发热、鼓包甚至爆炸;
2. 介质氧化膜极薄,所以电解电容可以做到单位体积容量很大,但耐压一般不高;
3. 参数关注点:容量、耐压、工作温度、ESR、纹波电流、漏电流、寿命。
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