1. 铝电解电容器的基本概要 1-1. 电容器的基本原理 电容器的基本原理可以用图1-1 来描述 当在两个正对的金属电极上施加电压时,电荷将据电压的大小被储存起来 Q=CV图 . 1-1 Q:电量( C ) V:电压(V ) C:电容量(F C:电容器的电容量,可以由电极面积S [m2],介质厚度t [m]以及相对介电常数ε 来表示 C[F]= ε 0· ε · S/t ε 0:介质在真空状态下的介电常数(=8.85x10-12 F/M) 铝氧化膜的相对介电常数为7~8,要想获得更大的电容,可以通过增加表面积S 或者减少其厚度t 来获得。 表 1-1 列出了电容器中常用的几种典型的介质的相对介电常数,在很多情况下,电容器的命名通常是根据介质所使用的材料来决定的,例如:铝电解电容器、钽电容器等。 表 1-1 介质 相对介电常数 介质 相对介电常数 铝氧化膜 7 ~ 8 陶瓷 10~120 薄膜树脂 3.2 聚苯乙烯 2.5 云母 6 ~ 8 钽氧化膜 10 ~20 虽然铝电解电容器非常小,但它具有相对较大的电容量,因为其通过电化学腐蚀后,电极箔的表面积被扩大了,并且它的介质氧化膜非常薄。 图 1-2 形象地描述了铝电解电容器的基本组成。 图 1-2 1-2 电容器的等效电路 电容器的等效电路图可由下图2 表示 图 2 R1:电极和引出端子的电阻 R2:阳极氧化膜和电解质的电阻 R3:损坏的阳极氧化膜的绝缘电阻 D1:具有单向导电性的阳极氧化膜 C1:阳极箔的容量 C2:阴极箔的容量 L :电极及引线端子等所引起的等效电感量 1-3 基本的电性能 1-3-1 电容量 电容器的由测量交流容量时所呈现的阻抗决定。交流电容量随频率、电压以及测量方法的变化而变化。铝电解电容器的容量随频率的增加而减小。 和频率一样,测量时的温度对电容器的容量有一定的影响。随着测量温度的下降,电容量会变小。 另一方面,直流电容量,可通过施加直流电压而测量其电荷得到,在常温下容量比交流稍微的大一点,并且具有更优越的稳定特性。 1-3-2 Tan δ (损耗角正切) 在等效电路中,串联等效电阻ESR 同容抗1/ wC 之比称之为Tan δ ,其测量条件与电容量相同。 tan δ =RESR/ (1/wC)= wC RESR 其中:RESR=ESR( 120 Hz) w=2π f f=120Hz tan δ 随着测量频率的增加而变大,随测量温度的下降而增大。 阻抗(Z): 在特定的频率下,阻碍交流电通过的电阻就是所谓的阻抗(Z)。它与容量以及电感密切相关,并且与等效串联电阻ESR 也有关系。具体表达式如...