電解電容器，高頻低阻電解電容器

  目前工業(yè)化生產(chǎn)的電解電容器主要是鋁電解電容器和鉭電解電容器。鋁電解電容器以箔式陽(yáng)極、電解液極為主，外觀以圓柱形居多；鉭電解電容器采用燒結(jié)塊陽(yáng)極，陰極采用半導(dǎo)體二錛化錳，外形多為片式。

  

電解電容器的性能特點(diǎn)

　　同其它類別的電容器相比，電解電容器的優(yōu)越性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　（1）單位體積所具有的電容量特別大。工作電壓越低，這方面的特點(diǎn)愈加突出，因此，特別適應(yīng)電容器的小型化和大容量化。例如，CD26型低壓大容量鋁電解電容器的比容量約為300μF/cm3，而其它在小型化方面也頗具特色的金屬化紙介電容器的低壓片式陶瓷電容器的比容量一般不會(huì)超過(guò)2μF/cm3。

　�。�2）電解電容器在工作過(guò)程中具有“自愈”特性。所謂“自愈”特性是指介質(zhì)氧化膜的疵點(diǎn)或缺陷在電容器工作過(guò)程中隨時(shí)可以得到修復(fù)，恢復(fù)其應(yīng)具有的絕緣能力，避免招致電介質(zhì)的雪崩式擊穿。

　�。�3）電解電容器的介質(zhì)氧化膜能夠承受非常高的電場(chǎng)強(qiáng)度。在鋁電解電容器的工作過(guò)程中，介質(zhì)氧化膜承受的電場(chǎng)強(qiáng)度約為600kV/mm，這一數(shù)值是紙介電容器的30多倍。

　�。�4）可以獲得很高的額定靜電容量。低壓鋁電解電容器能夠非常方便地獲得數(shù)千乃至數(shù)萬(wàn)微法的靜電容量。一般來(lái)說(shuō)，電源濾波、交流旁路等用途所需的電容器只能選用電解電容器。

 

如何理解電容器的容量老化.pdf 

如何理解電容器的容量老化 
鐵電體陶瓷電容器的容量和介質(zhì)損耗會(huì)展現(xiàn)出隨時(shí)間延長(zhǎng)而衰減的趨勢(shì).這種被稱為老化的現(xiàn)象是可逆的,其產(chǎn)生的原因在于鐵電體晶體結(jié)構(gòu)隨溫度而變化. 
鐵電介質(zhì)以鈦酸鋇(BaTiO3)為主要成分,加入一定的氧化物以改變材料晶體慣態(tài)和對(duì)稱性,產(chǎn)生出鐵電疇.在居里點(diǎn)(120℃)附近,BaTiO3晶體結(jié)構(gòu)由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较?自發(fā)極化不再發(fā)生.而當(dāng)冷卻通過(guò)居里點(diǎn)時(shí),材料晶體結(jié)構(gòu)又重新由立方相轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较?其點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)中不存在對(duì)稱中心.Ti4+離子可以占據(jù)兩個(gè)非對(duì)稱位置中的一個(gè),從而導(dǎo)致性電偶極.由于相鄰晶胞相互作用的影響足以建立起極化疇,因此這些電偶極是自發(fā)產(chǎn)生和略微有序的.平行極化疇是隨機(jī)取向的(在沒(méi)有外加電場(chǎng)作用的情況下),給系統(tǒng)提供應(yīng)變能.而應(yīng)變能的松弛正是材料介電常數(shù)老化的原因,具有下列時(shí)間關(guān)系: 
K = K0 -m log t 
這里 K = 任意時(shí)間t處的介電常數(shù) 
K0 = 時(shí)間t0(t0 < t)處的介電常數(shù) 
m = 衰減速率 
上面公式是對(duì)數(shù)關(guān)系,如果采用半對(duì)數(shù)圖處理所得數(shù)據(jù),其結(jié)果將會(huì)近似于一條直線,正如下圖所示.每十倍時(shí)內(nèi)K(或電容量)變化的百分?jǐn)?shù)可以通過(guò)計(jì)算得出,用做衡量瓷料優(yōu)劣的一個(gè)指標(biāo). 
與微觀結(jié)構(gòu)有關(guān),進(jìn)而對(duì)極化產(chǎn)生影響的的因素(材料純度、晶粒尺寸、燒結(jié)情況、晶界、空隙率,內(nèi)應(yīng)力)同樣也決定了疇壁移動(dòng)和重新取向的自由程度. 
圖略(請(qǐng)下載附件看全文) 
由此可知,材料老化的速率與材料組分和工藝過(guò)程密切相關(guān),同時(shí)對(duì)那些影響材料介電常數(shù)的因素也非常敏感. 
鐵電體容量的時(shí)間損耗是不可避免的,盡管通過(guò)把介質(zhì)加熱到居里點(diǎn)以上,使材料晶體結(jié)構(gòu)變回“順電”立方態(tài)的方法可以得到恢復(fù).但一旦冷卻下來(lái),材料晶體結(jié)構(gòu)再次轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较?自發(fā)極化再次出現(xiàn),產(chǎn)生的新極化疇使得老化過(guò)程重新開(kāi)始. 
順電體,例如NPO,中由于不存在自發(fā)極化的機(jī)制,因此觀察不到老化現(xiàn)象.老化速率受電容器“電壓狀態(tài)”的影響.元件在高溫(低于居里溫度)直流偏壓負(fù)荷試驗(yàn)中表現(xiàn)出了容量損耗,但老化速率很低.從理論上講,高溫下的電壓負(fù)荷會(huì)促進(jìn)極化疇的的弛豫.當(dāng)然,如果實(shí)際溫度超過(guò)了居里點(diǎn),電壓效應(yīng)則會(huì)消失.