1.隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。 论文网
2.旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
3.耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下级电路。
4.滤波:显卡上的电容基本都是这个作用。
5.储能:储存电能,用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯,加热设备等等。
6.整流:在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。
7.调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机。
8.计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数。
9.温度补偿:针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿改善电路的稳定性。
由于电解电容的高容值密度和大容量等优势,现在很多的开关变换器都使用了电解电容。针对本研究课题,本文将以铝电解电容为例展开分析。
2.2 铝电解电容的基本知识
2.2.1 铝电解电容的结构
铝电解电容结构简单,由一个芯子(铝箔卷绕结构)、浸渍液态电解质(区分电介质和电解质),引出两个端极,包封于密封金属外壳内而制成。从外观上看,芯子由一个阳极箔,浸透电解质的分隔纸和阴极箔层叠卷成。通常所用的极箔是高纯度的铝箔,为了增加其与电解质接触的表面积,在光滑的铝箔表面上用腐蚀方法刻蚀出许多微小的条状沟道。从表面上看,电容器容量似乎是由两个箔极间的关系决定的;实际上,其容量是由阳极箔与电解质间的关系来决定的。阳极箔即是正极平面层;电介质是阳极箔表面上绝缘的铝氧化膜;液态电解质才是真正的负极平面导电体,而阴极箔仅仅是起到连接电解质与端头引线的作用。图2-1为一个铝电解电容器的典型结构图:
图2-1:铝电解电容器的典型结构图
2.2.2 主要加工环节
下面将简单介绍一下铝电解电容器的主要生产加工环节[1]:
1)刻蚀 阳极和阴极箔通常为高纯度的薄铝箔(0.02至0.1 mm),由于增大箔的有效表面积可以增加电容器容量,工程上可利用腐蚀的办法,将与电解质接触的铝箔表面,刻蚀成许许多多的微小条状。对于低压电容,通过刻蚀可以将表面面积增大100倍,而高压则一般为20至25倍。高压电容比低压电容的腐蚀系数小,这是由于高压氧化膜较厚,部分掩盖了腐蚀后的微观起伏,降低了有效表面积。
2)形成 阳极箔表面附着电介质,电介质是一层微薄铝氧化物(Al2O3),它是通过电化学方法,在阳极箔表面通过“形成”的工艺过程生成。氧化铝的厚度与形成电压有关,形成电压与工作电压之间有一个比例系数(通常1.4至1.5nm/V),铝电容的比例系数较小(为1.2至2),因此,如果有一个450V额定电压的铝电容,若比例系数为1.4,则形成电压为450×1.4=600V,这样其氧化膜的厚度大概为(1.5nm×600)900nm,厚度不到人头发直径的百分之一。形成工艺减小了铝箔的有效表面积。因为氧化物会覆盖微带状沟道。通过选择箔和刻蚀过程来可以调整沟道刻蚀类型。这样,低压阳极有精细的沟道类型以及薄氧化膜,而高压阳极有粗糙的沟道类型以及厚氧化膜,阴极箔不用进行形成,因此能保持表面面积和深度刻蚀样貌。
3)切片 铝箔以一卷成40到50cm宽的条状,在经过刻蚀和形成工艺后,再根据最终电容高度规格,切成所需的宽度。