電解電容器的檢測方法

　 1、測量時，選用合適的量程。一般情況下，1～47μF間的電容，可用R×1k擋測量，大于47μF的電容可用R×100擋測量。
　 2、將萬用表紅表筆接負極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間，萬用表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大偏度，接著逐漸向左回轉(zhuǎn)，直到停在某一位置。此時的阻值便是電解電容的正向漏電阻，此值略大于反向漏電阻。在測試中，若正向、反向均無充電的現(xiàn)象，即表針不動，則說明容量消失或內(nèi)部斷路；如果所測阻值很小或為零，說明電容漏電大或已擊穿損壞，不能再使用。
　 3、使用萬用表電阻擋，采用給電解電容進行正、反向充電的方法，根據(jù)指針向右擺動幅度的大小，可估測出電解電容的容量。
　 4、對于正、負極標志不明的電解電容器，可利用上述測量漏電阻的方法加以判別。即先任意測一下漏電阻，記住其大小，然后交換表筆再測出一個阻值。兩次測量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表筆接的是正極，紅表筆接的是負極。

在非固態(tài)電解液的電容里，電介質(zhì)為陽極鋁箔氧化層。電解液作為陰極鋁箔和陽極鋁箔氧化層之間的電接觸。吸收電解液的紙介層成為陰極鋁箔與陽極鋁箔之間的隔離層，鋁箔通過電極引接片連接到電容的終端。

通過降低ESR值，可減少電容內(nèi)由紋波電流引起的內(nèi)部溫升。這可通過采用多個電極引接片、激光焊接電極等措施實現(xiàn)。

ESR值和紋波電流決定了電容的溫升。促使電容能有滿意的ESR值的主要措施之一是：通常用一個或多個金屬電極引接片連接外部電極和芯包，降低芯包和引腳之間的阻抗。芯包上的電極引接片越多，電容的ESR值越低。借助于激光焊接技術，可在芯包上加上更多的電極引接片，因此使電容能達到較低的ESR值。這也意味著電容能經(jīng)受更高的紋波電流和具有較低內(nèi)部溫升，也就是說更長的工作壽命。這樣做也有利于提高電容抗擊震動的能力，否則有可能導致內(nèi)部短路、高的漏電流、容值損失、ESR值的上升和電路開路。

通過對電容芯包和鋁殼底部之間良好的機械接觸及通過芯包中間的熱沉，可將電容內(nèi)部熱量有效地從鋁殼底部釋放到與之聯(lián)接的底板。

內(nèi)部熱傳導設計對于電容的穩(wěn)定性和工作壽命極其重要。在Evox Rifa公司的設計中，負極鋁箔被延長到可直接接觸電容鋁殼厚的底部。這底部就成為芯包的散熱片，以使熱點的熱量能釋放。如選用帶螺栓安裝方式，安全地將電容安裝到底板上（通常為鋁板），可得到更為全面的具有較低熱阻（Rth.）的熱傳導解決方案。

通過采用整體繞注有電極的酚醛塑料蓋和雙重的特制的封墊與鋁殼緊密咬合，可大大減少電解液的損失。

電解液通過密封墊的蒸發(fā)決定了長壽命的電解電容工作時間。當電容的電解液蒸發(fā)到一定程度，電容將最終失效（這個結(jié)果會因內(nèi)部溫升而加速）。Evox Rifa公司設計的雙層密封系統(tǒng)可減緩電解液蒸發(fā)速度，使電容達到其最長的工作壽命以上這些特性保證了電容在要求的領域中具有很長的工作壽命。

影響壽命的應用因素

根據(jù)壽命公式，可以得出影響壽命的應用因素為：紋波電流(IRMS)、環(huán)境溫度（Ta）、從熱點傳遞到周圍環(huán)境的總的熱阻（Rth）

1 紋波電流

紋波電流的大小，直接影響電解電容內(nèi)部的熱點溫度。查詢電解電容的使用手冊，就可以得到紋波電流的允許范圍。如果超出范圍，可以采用并聯(lián)方式解決。

2 環(huán)境溫度（Ta）和熱阻（Rth）

根據(jù)熱點溫度的公式，電解電容的應用環(huán)境溫度也是重要因素。在應用時，可以考慮環(huán)境散熱方式、散熱強度、電解電容與熱源的距離、電解電容的安裝方式等。

電容器內(nèi)部的熱量，總是從溫度最高的“熱點”向周圍溫度相對較低的部分傳導。熱量傳遞的途徑有幾種：其一是通過鋁箔和電解液傳導。如果電容被安裝在散熱片上，一部分熱量還將通過散熱片傳遞到環(huán)境中。不同的安裝方式和間距和散熱方式都將影響電容到環(huán)境的熱阻。從“熱點”傳遞到周圍環(huán)境中的總熱阻用Rth 來表示。采用夾片安裝，將電容安裝在熱阻為2℃/W的散熱片上，所得到的電容熱阻值Rth = 3.6℃/W；采用螺栓安裝方式，將電容安裝在熱阻為2℃/W散熱片上、強迫風冷速率為2m/s時，所得到的電容熱阻值Rth = 2.1℃/W。（以PEH200OO427AM型電容為例，環(huán)境周圍溫度為85℃）

另外將延長的陰極鋁箔與電容器鋁殼直接接觸，也是很好的降低熱阻的方法。同時應注意鋁殼會因此帶負電，不能作負極連接。

電容必須正確安裝才能達到它的設計工作壽命。例如：RIFA PEH169系列和PEH200系列應該豎直向上安裝或者水平安裝。同時確保安全閥朝上，這樣熱的電解液及蒸氣才能在電容失效的情況下，從安全閥順利排出。

當電容排列很緊湊時相鄰電容間至少應留出5mm的間隔以保證適量的空氣流動。使用螺栓安裝時，螺母扭矩的控制非常重要。如果擰得太松，則電容與散熱片間就不能緊密接觸；如果擰得太緊，又可能使螺紋損壞。同時應注意電容器不應倒置安裝，否則可能造成螺栓的折斷。

電容安裝時應盡量遠離發(fā)熱元件，否則過高的溫度會縮短電容器的使用壽命，從而使得電容器成為整個電路中壽命最短的部件。在環(huán)境溫度較高的情況下，盡量采用強迫風冷，將電容安裝在進風口處。

3 頻率的影響

若電流由基頻和多次諧波構(gòu)成，則須計算每次諧波產(chǎn)生的功率損耗值，并將計算結(jié)果相加以求得總損耗值。

在高頻應用中，電容兩端引線應盡量短以減小等效電感。

電容的諧振頻率(fR)，因電容器種類不同而不同。對于焊片式和螺栓連接式鋁電解電容，諧振頻率在1.5kHz至150kHz之間。如果電容器在高于諧振頻率時使用，對外特性呈感性。

常見的與電解質(zhì)電容器相關的名詞有哪些呢?

1. 陽極( anode )：陽極鋁層，即電解電容的正極。
2. 陰極( cathode )：電解液層。
3. 電介質(zhì)( Dielectric di )：附著在鋁層表面的氧化鋁層。
4. 陰極箔( Cathode Foil )：連接電解液和外部的層，這層在制作中并不需要氧化，但是在實際中由于在蝕刻過程中鋁容易被氧化，所以其形成了一個自然被氧化的氧化層，這個氧化層可以承受 1~2v 的電壓。
5. 絕緣紙 (spacer paper): 隔離陰極和陽極，讓他們不直接短接，并吸附一定量的電解液。

壽命計算



環(huán)境條件有溫度、濕度、氣壓、震動等，其中溫度對于壽命的影響是最大的。電條件有電壓、紋波電流、充放電條件等。



1、周圍溫度和壽命

周圍溫度對壽命的影響體現(xiàn)在電容量的減少、損耗角正切值的增大，這些現(xiàn)象起因是電解液從封口部分向外部漸漸擴散。電性能的時間變化和周圍溫度之間的關系可得出下列公式。

Lx=Lo*BTo-Tx/10

Lo：在最高使用溫度下，額定施加電壓和額定紋波電流

重疊時的保證壽命（hours）

Lx：實際使用時的預計壽命（hours）

To：產(chǎn)品的最高使用溫度（℃）

Tx：實際使用時的周圍溫度 （℃）

B：溫度加速系數(shù)



根據(jù)上述公式，電解電容應用時，須考慮環(huán)境散熱方式、散熱強度、電容與熱源的距離、電容的安裝方式。

施加電壓和壽命

用于絕大多數(shù)的機器中的貼片式（SMD）、引線式（radial）、基板自立式（snap-in）之電容器，使用條件在最高使用溫度和額定電壓值以下的情況時，施加的電壓所產(chǎn)生的影響與周圍溫度的加速和紋波電流的加速所產(chǎn)生的影響相比可以忽略不計。



用于高功率電子儀器的螺絲端子式（screw）電容器中350VDC以上的高壓品占主流，由于作為鋁電解電容器導電體的氧化膜(Al2O3)的性質(zhì)，額定電壓以下的施加電壓值的大小將影響其壽命。具體影響，在第三部分紋波電流的影響章節(jié)進行講解。

靜電容量計算式如下：

圖片

其中，為介電常數(shù)，S為兩極板正對表面積，d為兩極板件距離（電介質(zhì)厚度）。

從式中可以看出：靜電容量與介電常數(shù)，極板表面積成正比、與兩極板間距離成反比。作為鋁電解電容器的電介質(zhì)氧化膜(Al2O3)的介電常數(shù)通常為8~10，這個值一般不比其他類型的電容器大，但是，通過對鋁箔進行蝕刻擴大表面積，并使用電化學的處理得到更薄更耐電壓的氧化電介質(zhì)層，使鋁電解電容器可以取得比其他電容器更大的單位面積CV值。

鋁電解電容器主要構(gòu)成如下：

陽極-----鋁箔

電介質(zhì)---陽極鋁箔表面形成的氧化膜（Al2O3)

陰極-----真正的陰極是電解液

其他的組成成分包括浸有電解液的電解紙，和電解液相連的陰極箔。綜上所述，鋁電解電容器是有極性的非對稱構(gòu)造的元件。兩個電極都使用陽極鋁箔的是兩極性（無極性）電容。