详解电解电容

电解电容的概念

        电解电容的金属箔为正极（铝、钽、铌），与正极紧贴金属的氧化膜是电介质（该电介质具有单向特性，所以正负极不可接反，一般1-2V的反向直流电流就可以使铝电解电容失效），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。

        一般铝电解电容在外表面都有一层“外衣”，即用绝缘材料做的套管。套管可以印上一些字符，如电容值，耐压值，厂家信息：二是起到绝缘的作用，防止铝外壳碰到其他有电器件，密封电容防止电解液干涸

电解电容分类方法

        传统分类方法：按阳极材料分为：铝电解电容、钽电解电容、钽电解电容（铌电解电容落地不多）。通常认为钽电解电容性能比铝电解电容好，但这种凭阳极判断电容性能的方法已经过时，目前决定电解电容性能的关键并不在于阳极，而在于电解质，即阴极。

按阴极材料分类，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

（1）电解液电容。铝电解电容的阴极材料。

优点：电解液制造的电解电容，最高能耐260℃的高温，这样就可以通过波峰焊，同时耐压性也比较强。当介质被击穿后，只要击穿电流不持续，那么电容就能够自愈。

缺点：高温环境下电解液易挥发，渗漏，对寿命和稳定性影响大；高温高压环境下电解液可能瞬间汽化，体积增大引起爆炸；电解液的电导率只有0.0IS/cm，这造成ESR特别大

（2）MnO2固体电容。钽电容所使用的阴极材料。

优点：MnO2电导率是（0.1S/cm）.所以MnO2电容的ESR比电解液电容小。MnO2的耐高温能耐的瞬间温度在500℃左右。

缺点：在极性接反的情况下容易产生高温，发生爆炸。阴极材料的价格也比较贵

传统上认为钽电解电容性能比铝电解电容好，主要是由于MnO2性能有过电解液电容的表现。

（3）高分子聚合物电容。性能很好

缺点：价格相对偏高，容量有限，额定电压偏小。但市场上所用的很少

电容参数

①漏电流：电容的介质对直流电流具有很大的阻碍作用。由于铝氧化膜介质上浸有电解液，在施加电压时，重新形成和修复氧化膜时会产生很小的电流。通常漏电流会随着温度和电压的升高而增大。

②电容量：JIS C5102标准规定，铝电解电容的电容量的测量是在额率为120Hz.最大交流电压为0.5Vrms，DC编压为1.5~2.0V的条件下进行，检测电容量的目的是测试电容值是否在许可偏差范围内，高于或低于许可偏差范国都不可以

③DF与Q值：在温度为25℃，频率为120Hz条件下测试电解电容的损耗角正切，铝电解电容接入威廉希尔官方网站 后，如果内部电阻增大，则其损耗角正切也相应增大，电容的有效电容量降低，发热量增大，导致工作电解液干涸，产品失效，损耗角正切越小越好。

电容的外观于防爆槽

电容根据电流的大小和安装需求的不同.有很多种形态的引线方式。有贴片型封装，径向引线型（直插）、轴向引线型、嵌入式型（牛角型）、焊接端子型、螺纹端子型。

铝电解电容在超压，反接，老化时都有可能发生爆炸，爆炸之后内部的电解液喷射而出，形成爆浆，传统铝电解电容都有防爆槽（或称为防爆阀），优先从防爆槽爆炸，使压力容易被释放

对于容量小，耐压低，爆炸起来没有太大风险的铝电解电容，会省去防爆槽的工序

最小电容计算公式

控制某一纹波电压所需的最小电容的计算公式为

P为电容上消耗的功率；U为整流器输出电压的最大值和最小值；f为整流器输出的脉动频率

铝电解电容失效模式分析：

        铝电解电容常见的失效模式：有防爆槽开裂，开路，漏电流增大，漏液，短路，电容量下降，击穿等。从失效机理看，使用条件对铝电解电容的寿命有很大的影响。使用条件可分为环境条件和电条件，环境条件有温度，湿度，气压，震动等，其中温度对铝电解电容寿命的影响是最大的。电条件有电压、纹波电流，充放电等。

        应用铝电解电容时，需要考虑环境的散热方式和散热强度，电容与热源的距离，电容的安装方式，建议看数据手册了解环境温度对电容容量和寿命的影响。在电容的电条件比较好的情况下，可以直接利用温度对铝电解电容寿命进行估算。

审核编辑 黄宇