电容率因定仪

一、固体电容和电解电容的区别　　固态电容器的全称是固态铝电解电容器，与普通电容器(即液态铝电解电容器)最大的区别是不同的介电材料，液态铝电容器介电材料是电解质，固态电容器的介电材料是导电高分子。一些更好的高端点板使用固态电容。众所周知的板爆浆是电解电容器的杰作。这是因为主板长期使用期间，由于过热，电解质受热膨胀，编解码器过热超过沸点一定程度时，会产生爆炸性纸浆，电解质和氧化铝在主机通电时会产生爆炸性纸浆。固态电容器可以完全放弃这些缺陷，具有环境保护、低电阻、长寿命的特点。　　关于如何区分固态电容和电解电容的提示，如果电解电容顶部有“K”或“10”和“T”等形状的压痕槽，则表示是电解电容。否则是实体电容，但这种方法只能应用于识别大多数实体电容。如果是重要的应用程序，请仔细检查。固态电容和电解电容没有好坏之分，都有各自的优缺点，所以大家只要合理应用就行了。　　固体电容器使用导电高分子产品作为介电材料，所以这种材料不与氧化铝起作用，I/O扩展器通电后不会发生爆炸现象。同时，由于是固体产品，当然没有因热膨胀而爆裂的情况。固态电容器具有环保、低阻抗、高低温稳定性、高模式和高可靠性等优良功能，是目前电解电容器产品中最高的产品。由于固态电容特性远优于液态铝电容，固态电容达到260度，具有良好的导电性、频率特性和寿命，适用于低压、大电流应用。主要应用于薄DVD、投影仪和工业计算机等数码产品，最近也广泛应用于计算机主板产品。　　在电气性能方面，固态电容和普通电解电容各有优点。电子最大的优点是不使用液体电解质。这样，受热时不容易发生“膨胀”、“破裂”等现象，寿命长，热稳定性好，适合高频工作环境。后者价格便宜，容量大，内压高。区分固态电容和电解电容的简单方法是检查电容顶部是否有“K”或“”形凹槽。固态电容器没有凹槽，电解电容器在顶部有一个开口槽，防止加热后因膨胀而爆炸。与目前常用的普通液体铝电容相比，固体铝电解电容器的物理区别在于使用的导电高分子电介质材料是固体而不是液体，串行器/解串器如果长期不通电，这种材料不会与氧化铝起作用。开机后，不会像普通液体铝电容器那样容易开机或开机时发生爆炸或爆炸的现象。二、固体电容如何看待正极和负极。　　固体电容器形成阳极内部表面非常薄的氧化铝层，在电解电容器中充当电介质。具有优良的介电常数E和单向特性。与电解质接触时，该氧化膜具有良好的单向绝缘特性。电介质这一特性决定了一般电解量的单向极性应用。　　固体电容器可以用脚判断，长的是阳极，短的是阴极。电容器身上有半色漆的是阴极。固体电解或液体电容器一词是指该阴极的材料。使用电解质作为阴极的优点是电容很大。但是电解质在高温环境下容易挥发和泄漏，对寿命和稳定性有很大影响。固态电容器使用功能性导电高分子作为介电材料，如果长期不使用，不会产生电爆炸的现象。此外，低温下电解质离子移动缓慢，因此无法获得适当的特性和功能，而固体电容器与液体电解质相比，具有环境保护、低阻抗、高温稳定、耐橡胶尼波及、高可靠性等优良特性。[url=https://www.szcxwdz.com][b]创芯为电子[/b][/url]为不同规模的企业提供电子元器件采购的平台。主要产品包括电源管理芯片、处理器及微控制器、接口芯片、放大器、存储器 、逻辑器件、数据转换芯片、[url=https://www.szcxwdz.com][b]电容[/b][/url]、[url=https://www.szcxwdz.com][b]二极管[/b][/url]、三极管 、电阻、电感、晶振等，并提供相关的技术咨询。在售商品超60万种，原?或代理货源直供，绝对保证原装正品，并满?客??站式采购要求，当天订单，当天发货，还可免费供样！

所谓电容，就是容纳和释放电荷的电子元器件。 电容的基本工作原理就是充电放电，当然还有整流、振荡以及其它的作用。 另外电容的结构非常简单，主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成。 作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种： 1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能的作用 1）旁路 旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使[url=http://www.midiqi.com/Shop/Product.asp?ClassId=30][color=#0000ff]稳压器[/color][/url] [url=http://www.midiqi.com/Shop/ShowProduct.asp?ProductId=29400][color=#0000ff]微电脑无触点补偿式电力稳压电源DJW-WB[/color][/url] 的输出均匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。 2）去藕 去藕，又称解藕。从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。这就是耦合。去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的[url=http://www.midiqi.com/Shop/Product.asp?ClassId=300][color=#0000ff]开关[/color][/url] [url=http://www.midiqi.com/Shop/ShowProduct.asp?ProductId=14301][color=#0000ff]紧急停止开关HW[/color][/url] 噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合电容一般比较大，是10uF或者更大，依据电路中分布参数，以及驱动电流的变化大小来确定。 总的来说旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。 3）滤波 从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1uF的电容大多为[url=http://www.midiqi.com/Shop/Product.asp?ClassId=327][color=#0000ff]电解电容[/color][/url]，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越大低频越容易通过，电容越小高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000uF)滤低频，小电容(20pF)滤高频。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。 在电源电路中，整流电路将交流变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。在实际中，为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容．由于大容量的电解电容一般具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，故在其两端并联了一只容量为0.001--0.lpF的电容，以滤除高频及脉冲干扰． 4）储能 储能型电容器通过[url=http://www.midiqi.com/Shop/Product.asp?ClassId=38][color=#810081]整流器[/color][/url] [url=http://www.midiqi.com/Shop/ShowProduct.asp?ProductId=4862][color=#810081]硅整流[/color][/url] 收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40～450VDC、电容值在220～150 000uF之间的铝电解电容器（如EPCOS公司的 B43504或B43505）是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，对于功率级超过10KW的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋[url=http://www.midiqi.com/Shop/Product.asp?ClassId=357][color=#0000ff]端子[/color][/url] [url=http://www.midiqi.com/Shop/ShowProduct.asp?ProductId=77427][color=#0000ff]SC(JGY) SC(JGB)引进窥口三角型，喇叭口型铜线端子SC(JGK)-16[/color][/url] 电容器。 更多技术论文请详见：[url=http://www.midiqi.com/][color=#810081]买电器网[/color][/url]（MIDIQI.COM） [url=http://www.midiqi.com/Knowledge/Index.asp][color=#810081]知识库[/color][/url]

电解电容广泛应用在电力电子的不同领域，主要是用于平滑、储存能量或者交流电压整流后的滤波，另外还用于非精密的时序延时等。在开关电源的 MTBF预计时，模型分析结果表明电解电容是影响开关电源寿命的主要因素，因此了解、影响电容寿命的因素非常重要。 1.电解电容的寿命取决于其内部温度。 因此，电解电容的设计和应用条件都会影响到电解电容的寿命。从设计角度，电解电容的设计方法、材料、加工工艺决定了电容的寿命和稳定性。而对应用 者来讲，使用电压、纹波电流、开关频率、安装形式、散热方式等都影响电解电容的寿命。 2.电解电容的非正常失效 一些因素会引起电解电容失效，如极低的温度，电容温升（焊接温度，环境温度，交流纹波），过高的电压，瞬时电压，甚高频或反偏压；其中温升是对电 解电容工作寿命(Lop)影响最大的因素。 电容的导电能力由电解液的电离能力和粘度决定。当温度降低时，电解液粘度增加，因而离子移动性和导电能力降低。当电解液冷冻时，离子移动能力非常 低以致非常高的电阻。相反，过高的热量将加速电解液蒸发，当电解液的量减少到一定极限时，电容寿命也就终止了。在高寒地区（一般－25℃以下）工作时，就 需要进行加热，保证电解电容的正常工作温度。如室外型UPS，在我国东北地区都配有加热板。 电容器在过压状态下容易被击穿，而实际应用中的浪涌电压和瞬时高电压是经常出现的。尤其我国幅员辽阔，各地电网复杂，因此，交流电网很复杂，经常 会出现超出正常电压的30%，尤其是单相输入，相偏会加重交流输入的正常范围。经测试表明，常用的450V/470uF 105℃的进口普通2000小时 电解电容，在额定电压的1.34倍电压下，2小时后电容会出现漏液冒气，顶部冲开。根据统计和分析，与电网接近的通信开关电源PFC输出电解电容的失效， 主要是由于电网浪涌和高压损坏。铝电解电容的电压选择一般进行二级降额，降到额定值的80％使用较为合理。 3 寿命影响因素分析 除了非正常的失效，电解电容的寿命与温度有指数级的关系。因使用非固态电解液，电解电容的寿命还取决于电解液的蒸发速度，由此导致的电气性能降 低。这些参数包括电容的容值，漏电流和等效串联电阻（ESR）。 参考RIFA公司预计寿命的公式： PLOSS = (IRMS)²x ESR　（1） Th = Ta + PLOSS x Rth　（2） Lop = A x 2　Hours　（3） B = 参考温度值（典型值为85 ℃） A = 参考温度下的电容寿命（根据电容器直径的不同而变化） C = 导致电容寿命减少一半所需的温升度数 从上面的公式中，我们可以明显的看到，影响电解电容寿命的几个直接因素：纹波电流(IRMS)和等效串联电阻值（ESR）、环境温度（Ta）、从 热点传递到周围环境的总的热阻（Rth）。电容内部温度最高的点，叫热点温度（Th）。热点温度值是影响电容工作寿命的主要因素。而下列因素又决定了热点 温度值实际应用中的外界温度（环境温度Ta）, 从热点传递到周围环境的总的热阻（Rth）和由交流电流引起的能量损耗（PLOSS）。电容的内部温升与 能量损耗成线形关系。 电容充放电时，电流在流过电阻时会引起能量损耗，电压的变化在通过电介质时也会引起能量损耗，再加上漏电流造成的能量损耗，所有的这些损耗导致的 结果是电容内部温度升高。 影响电解电容寿命的原因分析及对策(2) 3.1、设计上考虑因素 在非固态电解液的电容里，电介质为阳极铝箔氧化层。电解液作为阴极铝箔和阳极铝箔氧化层之间的电接触。吸收电解液的纸介层成为阴极铝箔与阳极铝箔 之间的隔离层，铝箔通过电极引接片连接到电容的终端。 通过降低ESR值，可减少电容内由纹波电流引起的内部温升。这可通过采用多个电极引接片、激光焊接电极等措施实现。ESR值和纹波电流决定了电容的温升。促使电容能有满意的ESR值的主要措施之一是：通常用一个或多个金属电极引接片连接外部电极和芯包，降低芯包和引脚 之间的阻抗。芯包上的电极引接片越多，电容的ESR值越低。借助于激光焊接技术，可在芯包上加上更多的电极引接片，因此使电容能达到较低的ESR值。这也 意味着电容能经受更高的纹波电流和具有较低内部温升，也就是说更长的工作寿命。这样做也有利于提高电容抗击震动的能力，否则有可能导致内部短路、高的漏电 流、容值损失、ESR值的上升和电路开路。 通过对电容芯包和铝壳底部之间良好的机械接触及通过芯包中间的热沉，可将电容内部热量有效地从铝壳底部释放到与之联接的底板。 内部热传导设计对于电容的稳定性和工作寿命极其重要。在EvoxRifa公司的设计中，负极铝箔被延长到可直接接触电容铝壳厚的底部。这底部就成 为芯包的散热片，以使热点的热量能释放。如选用带螺栓安装方式，安全地将电容安装到底板上（通常为铝板），可得到更为全面的具有较低热阻（Rth.）的热 传导解决方案。 通过采用整体绕注有电极的酚醛塑料盖和双重的特制的封垫与铝壳紧密咬合，可大大减少电解液的损失。 电解液通过密封垫的蒸发决定了长寿命的电解电容工作时间。当电容的电解液蒸发到一定程度，电容将最终失效（这个结果会因内部温升而加速）。 Evox Rifa公司设计的双层密封系统可减缓电解液蒸发速度，使电容达到其最长的工作寿命。 以上这些特性保证了电容在要求的领域中具有很长的工作寿命。 3.2、影响寿命的应用因素 根据寿命公式，可以得出影响寿命的应用因素为：纹波电流(IRMS)、环境温度（Ta）、从热点传递到周围环境的总的热阻（Rth）。 1.纹波电流 纹波电流的大小，直接影响电解电容内部的热点温度。查询电解电容的使用手册，就可以得到纹波电流的允许范围。如果超出范围，可以采用并联方式解 决。 2.环境温度（Ta）和热阻（Rth） 根据热点温度的公式，铝电解电容的应用环境温度也是重要因素。在应用时，可以考虑环境散热方式、散热强度、电解电容与热源的距离、电解电容的安装 方式等。 电容器内部的热量，总是从温度最高的“热点”向周围温度相对较低的部分传导。热量传递的途径有几种：其一是通过铝箔和电解液传导。如果电容被安装 在散热片上，一部分热量还将通过散热片传递到环境中。不同的安装方式和间距和散热方式都将影响电容到环境的热阻。从“热点”传递到周围环境中的总热阻用 Rth 来表示。采用夹片安装，将电容安装在热阻为2℃/W的散热片上，所得到的电容热阻值Rth　=　3.6℃/W；采用螺栓安装方式，将电容安装在热 阻为2℃/W散热片上、强迫风冷速率为2m/s时，所得到的电容热阻值Rth　=　2.1℃/W。（以PEH200OO427AM型电容为例，环境周围温 度为85℃）。 另外将延长的阴极铝箔与电容器铝壳直接接触，也是很好的降低热阻的方法。同时应注意铝壳会因此带负电，不能作负极连接。 电容必须正确安装才能达到它的设计工作寿命。例如：RIFA　PEH169系列和PEH200系列应该竖直向上安装或者水平安装。同时确保安全阀 朝上，这样热的电解液及蒸气才能在电容失效的情况下，从安全阀顺利排出。 当电容排列很紧凑时相邻电容间至少应留出5mm的间隔以保证适量的空气流动。使用螺栓安装时，螺母扭矩的控制非常重要。如果拧得太松，则电容与散 热片间就不能紧密接触；如果拧得太紧，又可能使螺纹损坏。同时应注意电容器不应倒置安装，否则可能造成螺栓的折断。 电容安装时应尽量远离发热元件，否则过高的温度会缩短电容器的使用寿命，从而使得电容器成为整个电路中寿命最短的部件。在环境温度较高的情况下， 尽量采用强迫风冷，将电容安装在进风口处。 3.频率的影响 若电流由基频和多次谐波构成，则须计算每次谐波产生的功率损耗值，并将计算结果相加以求得总损耗值。 在高频应用中，电容两端引线应尽量短以减小等效电感。 电容的谐振频率(fR)，因电容器种类不同而不同。对于焊片式和螺栓连接式铝电解电容，谐振频率在1.5kHz至150kHz之间。如果电容器在 高于谐振频率时使用，对外特性呈感性。 4　结语 综上所述，在避免非正常失效的情况下，选择正确的应用条件和环境，电解电容的寿命是可以保障的。