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铝电解电容的内部结构

文章来源:智成电子 人气: 275 发表时间: 11-27

铝电容,嗯,属于电解家族的。所以嘛,成本低,小封装但能提供高电容值。不过呢,它的电气性能和寿命可能会差点儿。对于信号相关应用,铝电容可能不太合适,但是对直流电源相关功能来说,它是最佳的材料。有三种类型哦,大家可以选:标准铝电解电容、双极变体,还有新出的铝-聚合物电容。为了致敬那些不包含传统液体电解质的器件类型,所以大家习惯称它为“铝电容”而不是“铝电解电容”。

讲讲铝电容的结构哦。标准铝电解电容,是由两张高纯度铝箔组成,交错隔开用的是吸饱电解质溶液的纸。这些箔片蚀刻得非常细,比光滑的箔片表面积要大好几百倍呢。

其中一张铝箔嘛,电压加在电解质溶液上,就形成了一层氧化铝,作为电容的介质材料。这个过程中氧气跟铝箔结合,形成了一层氧化层。这个氧化层的厚度跟加在电容两极的电压成正比哦,还跟预期的工作电压有关系。通常呢,这种氧化层的厚度大概是1微米,真的很薄哦!

底层未氧化的金属就形成了铝电解电容的一个电极。另一个电极嘛,不是第二张箔片哦,而是电解质溶液。在标准的铝电解电容中,第二层箔片没有特意形成氧化层,只是用来跟电解液进行电接触。真的很难将液体焊接到电路板上……但在双极电容中,两张铝片上都形成了氧化层,所以它是一个有效的两个电容反串联连接的器件哦。

因为电解质是一种流体(除了铝聚合物电容哦,它是一种导电聚合物材料),所以它能适应蚀刻和氧化箔片的微观结构。这样导致电容的两个电极之间有很大的面积。因为介质材料(氧化铝)相当薄,所以最终的结果就是具有高值的电容。根据电容基本方程,电容的增加与电极面积成正比哦,与电极分离距离/介电厚度成反比。引线连接到箔片上,组件被缠绕、折叠或以其他方式形成以适合容器(通常也由铝制成),然后使用橡胶密封塞密封起来哦。

大家有没有想过万一铝电容出故障了怎么办?其实大部分铝电容都考虑到了这个问题,在较大装置中会有专用的机构来保护,而在较小的装置中则通过仔细设计橡胶密封塞和/或在容器上刻痕来实现保护性排气功能。这样一旦铝电容里面产生过量内部压力时,容器就会以一个相对可控的方式破裂哦,不会发生危险!

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