電解電容是日常中隨處可見(jiàn)的元器件,對(duì)于它想必大家都不陌生,本文這次主要講解的是關(guān)于電解電容引腳圖/封裝圖 /正負(fù)極圖分析,希望能讓你對(duì)電解電容有一個(gè)更加清晰、全面的認(rèn)識(shí)。
電解電容
電解電容器通常是由金屬箔(鋁/鉭)作為正電極,金屬箔的絕緣氧化層(氧化鋁/鉭五氧化物)作為電介質(zhì),電解電容器以其正電極的不同分為鋁電解電容器和鉭電解電容器。鋁電解電容器的負(fù)電極由浸過(guò)電解質(zhì)液(液態(tài)電解質(zhì))的薄紙/薄膜或電解質(zhì)聚合物構(gòu)成;鉭電解電容器的負(fù)電極通常采用二氧化錳。由于均以電解質(zhì)作為負(fù)電極(注意和電介質(zhì)區(qū)分),電解電容器因而得名。
電解電容結(jié)構(gòu)原理
有極性電解電容結(jié)構(gòu)及工作原理
電解電容的基本結(jié)構(gòu)是浸在電解液中的兩個(gè)電極,如下圖所示。
下圖a)是有極性電解電容其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖,圖b)是功能結(jié)構(gòu)示意圖。圖a)所示是一個(gè)鋁電解電容器,分別用兩層濾波作為電容器的正、負(fù)極板,在這個(gè)正、負(fù)極板上分別引出正、負(fù)極性引腳。
電解電容結(jié)構(gòu)示意圖
在兩鋁箔之間用電解紙隔開(kāi),使電容器的兩極板絕緣。然后,將整個(gè)鋁箔緊緊地卷起來(lái),浸漬工作電解質(zhì)(大多為糊狀液體),再用外殼密封起來(lái),這就是有極性電解電容的結(jié)構(gòu)。
如上圖b)所示,有極性電解電容的介質(zhì)就是氧化膜,它類(lèi)似于晶體管中的PN結(jié),具有單向?qū)щ娦浴.?dāng)電解電容器的正極引腳接高電位、負(fù)極引腳接低電位時(shí),氧化膜處于阻流狀態(tài),如同PN結(jié)處于反向偏置狀態(tài),正、負(fù)基板之間的電流很小,電解電容正常工作。
當(dāng)負(fù)極引腳接高電位、正極引腳接低電位時(shí),氧化膜處于通流狀態(tài),如同PN結(jié)的正向?qū)ㄒ粯樱瑑蓸O板之間的電流很大,將失去電容的作用,注意這種電容正、負(fù)極引腳接反后還會(huì)發(fā)生爆炸現(xiàn)象。
電容有極性是因?yàn)閮?nèi)部結(jié)構(gòu)的原因,其內(nèi)部類(lèi)似存在一個(gè)PN結(jié),只有對(duì)這一PN結(jié)加上反向電壓時(shí),有極性電解電容才能正常工作。如下圖所示。
正因?yàn)橛袠O性電解電容兩根引腳有極性之分,所以不能用于純交流電路,如下圖所示,如果用于純交流電路中,會(huì)有一個(gè)半周工作于反極性狀態(tài),而造成有極性電解電容損壞。
電子電路中,通常是交流電壓信號(hào)“騎”在直流電壓上,如下圖所示,整個(gè)電壓始終為正,這時(shí)交流電壓負(fù)半周峰值電壓也是正的,所以不會(huì)出現(xiàn)負(fù)電壓情況,這樣電路中使用有極性電解電容也不存在問(wèn)題。
2、無(wú)極性電解電容結(jié)構(gòu)及工作原理
無(wú)極性電解電容是電解電容中的一種,又稱(chēng)為雙極性電解電容。下圖所示是它的功能結(jié)構(gòu)示意圖。
從圖中可以看出,這種電解電容有兩個(gè)氧化膜,且兩個(gè)氧化膜一個(gè)為nip,另一個(gè)為pin,相當(dāng)于兩個(gè)PN結(jié)背靠背,如下圖所示,這樣,無(wú)論正極1還是正極2中的那一個(gè)加上高電位,另一個(gè)引腳加有低電位時(shí),兩個(gè)氧化膜中始終有一個(gè)處于流通狀態(tài),一個(gè)處于阻流狀態(tài),使兩極板之間無(wú)較大的電流流過(guò),克服了有極性電解電容兩根引腳有正負(fù)之分的不足。
無(wú)極性電解電容由于采用了雙氧化膜結(jié)構(gòu),使電解電容的引腳變成了無(wú)極性的,同時(shí)又保留了電解電容的一些優(yōu)點(diǎn)。不過(guò),無(wú)極性電解電容的成本比有極性電解電容高,有的要高很多。
電解電容具有體積小,電容量大,成本低的優(yōu)點(diǎn),但是它的兩根引腳有正、負(fù)極之分,這樣使它的使用范圍受到了限制,而無(wú)極性電解電容除成本偏高之外,可克服有極性電解電容的不足。
3、有極性電解電容的等效電路
下圖是有極性電解電容的等效電路,這是沒(méi)有考慮引腳分布參數(shù)時(shí)的等效電路。等效電路中,C1為電容,R1為兩電極之間漏電阻,VD1為具有單向?qū)щ娞匦缘难趸ぁ?/p>
4、大容量電解電容的等效電路
電解電容是一種低頻電容,即它主要工作在頻率較低的電路中,不宜工作在頻率較高的電路中。因?yàn)殡娊怆娙莸母哳l特性不好,所以容量很大的電解電容其高頻特性更差。下圖是大容量電解電容的等效電路,從圖中可以找到大容量電解電容高頻特性差的原因。因?yàn)樵诘刃щ娐分写?lián)著一只電感L0,所以當(dāng)工作頻率高時(shí)電感L0感抗很大。
電解電容封裝
電解電容引腳圖及正負(fù)極圖
1、有極性電容引腳識(shí)別方法
電解電容一般采用直標(biāo)法標(biāo)出標(biāo)稱(chēng)容量及允許偏差、額定電壓等。對(duì)有極性電解電容,還要標(biāo)出引腳的極性。
下圖所示是有極性電解電容的引腳表示方式說(shuō)明。
1)標(biāo)出負(fù)極性引腳位置,在電解電容的絕緣套上畫(huà)出負(fù)號(hào)的符號(hào),以表示這一引腳為負(fù)極性引腳。
2)在新的電解電容中采用長(zhǎng)短不同的引腳來(lái)表示引腳極性,通常長(zhǎng)的引腳為正極性引腳。當(dāng)電容使用之后,由于引腳已被剪掉,所以無(wú)法識(shí)別極性,因而這種表示方法不夠完善。
3)這種電解電容器在鋁殼的頂部標(biāo)一個(gè)黑色標(biāo)記,表示這端的引腳是電解電容的負(fù)極引腳。
4)貼片有極性電解電容,在側(cè)面或頂部有一個(gè)黑色標(biāo)記,以標(biāo)出負(fù)極性引腳位置。
2、電解電容防爆口
在電解電容上有防爆設(shè)計(jì),下圖所示是人字形防爆口,此外還有十字型等多種,有的防爆口設(shè)在底部,形狀也多種多樣。
結(jié)語(yǔ)
關(guān)于電解電容的相關(guān)知識(shí)就介紹到這了,如有不足之處歡迎指正。