理论教育 高分子聚合物固体铝电解电容器的制造及应用技术

高分子聚合物固体铝电解电容器的制造及应用技术

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:表2-31所示是高分子聚合物固体铝电解电容器与普通电解电容器器使用寿命对比。另外高分子聚合物固体铝电解电容器在低频使用时的效果稍差。

高分子聚合物固体铝电解电容器的制造及应用技术

图2-35所示是高分子聚合物固体铝电解电容器示意图,它的封装形式主要有贴片SMD和DIP两种形式。

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图2-35 高分子聚合物固体铝电解电容器示意图

1.高分子聚合物固体铝电解电容器内部结构

图2-36所示是高分子聚合物固体铝电解电容器内部结构示意图。从图中可以看出,用铝极做阳极,在它的下表面用电解工艺制成一层氧化铝绝缘层。采用高分子聚合物薄膜作为固态电解质,由碳衬底及镀银层作为阴极,形成多层结构,外部再用塑料封装。

2.高分子聚合物固体铝电解电容器优越性能

高分子聚合物固体铝电解电容器与传统的电解电容相比,它采用具有高导电度、高稳定性的导电高分子材料作为固态电解质,代替了传统铝电解电容器内的电解液。它所采用的电解质电导率很高,再加上其独特的结构设计,大幅改善传统液态铝电解电容器的缺点,展现出极为优异的特性。

(1)理想的高频低阻抗特性。高分子聚合物固体电解电容器的损耗极低,具有理想的高频低阻抗特性,所以被广泛地用于退耦、滤波等电路中,效果理想,特别是高频滤波效果优秀。

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图2-36 高分子聚合物固体铝电解电容器内部结构示意图

通过一个对实验可以更加直观和清楚地看出高分子聚合物固体铝电解电容器与普通电解电容之间的高频特性明显差异。在平滑电路输入叠加1MHz(Vp-p=8V)高频干扰信号,用1只47μF的高分子聚合物固体电解电容器滤波,可使噪声降到仅有Vp-p=30mV输出。要达到同样的滤波效果,需要并联4只1000μF的普通型液态铝电解电容器,或者并联接入3只100μF的钽电解电容器。

此外,在高频滤波效果更好的情况下,高分子聚合物固体铝电解电容器的体积明显小于普通型铝电解电容器,如图2-37所示。

(2)耐大纹波电流能力强。高分子聚合物固体电解电容器具有耐大纹波电流的能力,适宜在开关电源电路中短时间内提供比较大的电流。短时间内端电压下降不明显,所以对外提供高频电流能力很强,具备很好的瞬间响应特性。

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图2-37 体积对比示意图

(3)频率特性平坦和温度特性良好。高分子聚合物固体电解电容器在0.1~10MHz频段内具有平坦的电容量—频率特性。它还具有极佳的温度特性,一般温度从-55℃变到+105℃,电容量仅改变-5%~+8%。

高分子聚合物固体铝电解电容器还具有长寿命、高可靠特点,它主要应用于主板旁路电容、DC-DC变换器、小型大功率电源、电源退耦、高频噪声抑制电路及便携式电子设备等。

表2-31所示是高分子聚合物固体铝电解电容器与普通电解电容器器使用寿命对比。

表2-31高分子聚合物固体铝电解电容器与普通电解电容器器使用寿命对比

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高分子聚合物固体铝电解电容器由于使用铝和导电高分子聚合物材料,因此不会燃烧或冒烟,不爆炸。

3.贴片高分子聚合物固体铝电解电容器识别方法

贴片高分子聚合物固体铝电解电容器有垂直贴片式和普通贴片式两种,如图2-38所示。

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图2-38 垂直贴片式和普通贴片式高分子聚合物固体铝电解电容器

图2-39所示是普通贴片式高分子聚合物固体铝电解电容器示意图。从图中可以看出它的阳极有道标记,以此可以识别它的正、负极引脚,注意使用中切不可将极性接反。

还有的贴片式高分子聚合物固体铝电解电容器的正极直接用“+”表示,如图2-40所示。

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图2-39 普通贴片式高分子聚合物固体铝电解电容器示意图

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图2-40 正极示意图

它的电容量用3位数表示,前2位为有效数,第3位表示有效数后有几个0,如330表示为33μF,101表示为100μF。有的则第2位数字改用字母R表示,R表示为小数点,如4R7为4.7μF。

高分子聚合物固体铝电解电容器容量规格一般为4.7μF、10μF、15μF、22μF、33μF、47μF、68μF、100μF、150μF、180μF、270μF、330μF、390μF、470μF、560μF、680μF、820μF、1000μF、1200μF、1500μF、1800μF、2700μF。

它的耐压用字母表示,D为2V,G为4V,J为6.3V,K为8V,B为12.5V,C为16V。

4.高分子聚合物固体铝电解电容器使用注意事项

(1)使用中可以在额定电压下连续工作,但是不能超过额定电压使用,所以在选择时要留有额定电压余地。

(2)电容器在作平滑滤波时,由于它有ESR,所以在充电、放电过程中会产生热量而使温度上升,使用时纹波电流也应小于规定值。另外,抑制纹波电流大小与频率有关,不同的频率其ESR值不同,不同频率时要乘一个倍数。另外高分子聚合物固体铝电解电容器在低频使用时的效果稍差。

(3)最大承受反压仅为10%额定电压,反向电压脉冲可达20%额定电压,超过该值会损坏电容器。

(4)可以采用手工焊接,但是烙铁温度不能超过350℃,时间不超过10s。

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