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《鋁電解電容的阻抗和特性分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第3期電子元件與材料Vol.21No.32002年3月ELECTRONICCOMPONENTS&MATERIALSMar.2002研究與試制R&D鋁電解電容器的阻抗特性分析楊邦朝陳金菊馮哲圣盧云電子科技大學(xué)微電子與固體電子學(xué)院四川成都610054摘要:阻抗特性是電子元件在電子線路應(yīng)用中一個(gè)重要的參數(shù)當(dāng)電容器處于交流電路中時(shí)電容器會成為一個(gè)有阻力的元件它的阻抗特性即是描述這種阻力現(xiàn)象的參數(shù)一般電容器用于濾波或平滑作用時(shí)電容器會流過一紋波電流此紋波電流會導(dǎo)致電容器內(nèi)部溫度升高而直接影響到電容器的使用壽命關(guān)鍵詞:
2、阻抗紋波電流等效串聯(lián)電阻中圖分類號:TM535文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1001-2028200203-0013-03AnalysisofImpedanceCharacteristicofAluminumElectrolyticCapacitorsYANGBang-chao,CHENJin-ju,FENGZhe-sheng,LUYun(InstituteofMicro-electronicsandSolidElectronics,UniversityofScienceandTechnology,Chengdu
3、Sichuan610054)Abstract:Impedancecharacteristicisanimportantparameterofelectroniccomponentsusinginelectroniccircuitry.WhenacapacitorusedinACcircuit,itwillbeacomponentwithresistance.Itsimpedancecharacteristicdescribesthisphenomenon.Ripplecurrentwillpassthrou
4、ghit.Whenthecapacitorusedforfilteringandsmoothing,ripplecurrentwillresultintheenhancementoftemperatureinsidethecapacitors,andreducethecapacitors’life.Keywords:impedance;ripplecurrent;equivalentseriesresistance鋁電解電容器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示圖中兩個(gè)式中C為電容量S為電極的總有效面積d電極分別為經(jīng)過電化
5、學(xué)腐蝕處理以擴(kuò)大其表面積的鋁為介質(zhì)氧化膜的厚度0為真空介電常數(shù)0=8.86×金屬箔而作為電容器的介質(zhì)層則是在電蝕鋁箔表面1012F/m為相對介電常數(shù)AlO為710rr23經(jīng)陽極氧化處理而形成的陽極氧化膜本文主要針對鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)討論其工作時(shí)的阻抗特性1鋁電解電容器的阻抗1.1阻抗的定義當(dāng)電容器在直流電路中工作時(shí)相當(dāng)于對電容器施加端電壓此時(shí)可看作類開路現(xiàn)象若工作在一定頻率的交流電路中時(shí)電容器會呈現(xiàn)出具有一定阻力的元件而描述此阻阻抗Z=R+jX礙電流流動的能力阻力即稱為電容器的圖1鋁電解電容器結(jié)構(gòu)示意圖
6、X電抗阻抗impedanceFig.1Structureofaluminumelectrolyticcapacitor一般此阻抗是一復(fù)數(shù)一般地鋁電解電容器的電容量capacitance量并以向量表示R電阻由下式來描述它包括實(shí)數(shù)部分電e0erS圖2電容器阻抗的復(fù)數(shù)向量表示阻R及虛數(shù)部分電C=dFig.2Vectorshowofimpedanceofcapacitor抗X如圖2所示收稿日期2001-12-19修回日期2002-01-0814電子元件與材料2002年阻抗Z=R+jX其中電抗X的定義若是電感知在頻率
7、低于共振點(diǎn)時(shí)主要為電容效應(yīng)阻抗Z元件XL為2fL若是電容元件XC則為1/2可簡化為Z=Res+1/jXC=Res+1/j2fC,所以當(dāng)頻率愈高fC其中f為頻率L及C分別為元件的電感值和時(shí)阻抗值就愈小在頻率高于共振點(diǎn)時(shí)電感效應(yīng)變電容值大阻抗Z可簡化為Z=Res+jXL=Res+j2fL,故當(dāng)頻介質(zhì)損耗因子D=tg×100%=(R/X)×100%率愈高時(shí)阻抗值愈大對于電容元件D=tg×100%1.4鋁電解電容器的紋波電流與溫升=[R/1/2fC]×100%1.4.1紋波電流ripplecurrent與電容器壽命
8、的關(guān)系=(2fRC)×100%當(dāng)電容器作為濾波或平滑smoothing應(yīng)用時(shí)1會流經(jīng)一紋波電流此紋波電流的存在將導(dǎo)致電容器對于電感元件Q==tg×100%D內(nèi)部溫度升高而直接影響電容器的壽命因?yàn)楫?dāng)紋=(2fL/R)×100%波電流引起的溫升增加時(shí)將可能會使工作電解液蒸發(fā)量增加從而造成電容器內(nèi)電解液的不足將導(dǎo)致1.2鋁電解電容器的等效電路電容器的電容量降低和損耗角正切值增大圖5所鋁電解電容器的等效電路如圖3所示示當(dāng)
