《电容的制作(1)教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电容的制作(1)教材（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电容的制作 程铭 邓志福 姜海龄 马耀鹏 报告人：姜海龄 一、电容器的起源 二、电容器的分类 1、电解电容器 电解电容基本知识介绍 电解电容8大材料介绍 电解电容制作流程介绍 电解电容主要参数介绍 2、有机电容器 3、无机电容器 4、超级电容器 2 电容的雏形莱顿瓶 电容器的分类 4 电解电容器 电解电容器的内部有储存电荷的电 解质材料，分正、负极性，类似于 电池，不可接反。正极为粘有氧化 膜的金属基板，负极通过金属极板 与电解质（固体和非固体）相连 接。 铝电解电容器 6 钽电解电容器 10 根据C=0*s/d，如何获得大容量电容？ 增大电极板面积，减小电极板间距！增大电极板面积，减小电极板
2、间距！ 为了增加电容器的单位体积电容量，最简单的方法就 是增加电极表面积。 将电容器的一个电极弄粗糙增加电极表面积是最简单 的办法。 问题是另一个电极如何与原来的粗糙电极严密接触？ 解决方法就是用电解质渗入粗糙表面电极深处。 电解电容基本知识介绍 电解电容包含两个导电电极，中间有绝缘层隔开。一个电极（阳极 ）由扩大了表面积的铝箔形成。铝氧化层（AL2O3）在其表面形成绝 缘层。与其它电容相比，铝电解电容的负极（阴极）是导电液体， 称作电解液。另外一个铝箔，是所谓的阴极箔，其有更大的表面积 ，以传递电流到电解液。铝电解电容的绝缘层是由阳极氧化（化成 ）在铝箔上形成铝氧化物层，绝缘层厚度随着化成电
3、压的增大而增 大，其比率是1.2 nm/V。 即使是很高耐压的电解电容，其氧化层也 不超过1 m这样可以节省电极空间。这是高容积率可以实现的一个 原因（相比较而言，纸绝缘层的最小厚度为6 to 8 m) 电解电容基本知识介绍 认识电解电容器认识电解电容器 电解电容8大材料介绍 电解电容器电解电容器 八大原材料八大原材料 Anode foil(正箔) Cathode foil（负箔） Electrolytic Paper（电解 纸） Terminal（导针） Electrolyte（电解液）Rubber（封口橡胶）Case（铝壳） Sleeve（套管） 电解电容8大材料介绍 电解电容器电解电容器
4、正箔正箔/ /负箔介绍负箔介绍 正箔：使用光铝箔 （60-110um厚度，99.997%以 上纯度）进行 腐蚀扩展面积后的铝箔。 负箔：使用光铝箔（20- 50um厚，99.97%以上纯度） 进行电蚀面积 后铝箔。 电解电容8大材料介绍 电解电容器电解电容器正箔正箔/ /负箔介绍负箔介绍 化成箔: - 利用电解液在直流电作用下在 纯AL 表面生成一层致密的 AL2O3皮膜. -正箔经化成后,含有一高介电常 数的氧化膜(AL2O3).此氧化皮膜当 作阳极与阴极間的绝缘层.氧化皮 膜的厚度即为两箔件的距离(d),此 厚度厚薄可由化成来加以控制. -由于氧化皮膜的介电系数高,且厚 度薄,故电解電容器
5、的容量较其它 电容器的容量为高. 电解电容8大材料介绍 电解电容器电解电容器正箔介绍之微观结构正箔介绍之微观结构 图2 高压电容阳极箔 图3低压电容铝箔 放大率400倍 放大率400倍 电解电容8大材料介绍 电解电容器电解电容器电解液介绍电解液介绍 电解液组成 电解液： 电解电容器的实际阴极是与氧化膜接触之电解液.而负箔只是將电流传 至电解液而已. 组成： 溶质+溶剂+添加剂 -常用的溶剂： -丁内酯、二乙二醇、乙二醇. -常用的溶质： 已二酸铵磷酸二氢铵长链双酸铵 -常用的添加剂： 消氢、耐压、防腐、阻燃剂 电解液三大特性： PH值，电导度，火花电压 电解电容制作流程介绍 电解电容器制作流程
6、电解电容器制作流程 电解电容制作流程介绍 电解电容器制作流程电解电容器制作流程裁切裁切 电解电容制作流程介绍 电解电容器制作流程电解电容器制作流程钉接钉接 / /卷绕卷绕 电解电容制作流程介绍 电解电容器制作流程电解电容器制作流程钉接钉接 / /卷绕卷绕 电解电容制作流程介绍 电解电容器制作流程电解电容器制作流程钉接钉接 / /卷绕卷绕 电解电容制作流程介绍 电解电容器制作流程电解电容器制作流程钉接钉接 / /卷绕卷绕 电解电容制作流程介绍 电解电容器制作流程电解电容器制作流程含浸含浸 电解电容制作流程介绍 电解电容器制作流程电解电容器制作流程组立组立/ /封口封口 电解电容制作流程介绍 电解
7、电容器制作流程电解电容器制作流程清洗清洗 电解电容制作流程介绍 电解电容器制作流程电解电容器制作流程套管套管 电解电容制作流程介绍 电解电容器制作流程电解电容器制作流程充电充电 电解电容制作流程介绍 电解电容器制作流程电解电容器制作流程充电充电 电解电容制作流程介绍 电解电容器制作流程电解电容器制作流程选别选别 电解电容主要参数介绍 电解电容主要参数电解电容主要参数 1.1.电容量电容量 3 3. .损失角损失角( (Max DF)Max DF) 4.4.漏漏电流电流(Max uA)(Max uA) 5. 5.串联等效电阻（串联等效电阻（ESR)ESR) 2.2.电压参数电压参数 8.8.保证
8、寿命保证寿命( (Hours)Hours) 9 9. .频率频率特性特性 6.6.纹波电流纹波电流( (Max Max mAmA/ /rmsrms) ) 7 7. .操作操作温度温度(-40(-40+85/105 +85/105 ) 1010. .温度温度特性特性 1 11 1. .尺寸尺寸( (直径直径& &高度高度& &脚距脚距) ) 电解电容主要参数介绍 额定电容量CR 电解电容器的容值，取决于在交流电压下工作时所呈现的阻 抗。因此交流电容值。随着工作频率、电压以及测量方法的 变化而变化。 在标准JISC5102规定：铝电解电容的电容量的测量条件是在 频率为120Hz，最大交流电压为0.
9、5Vrms，DCbias电压为1.5 2.0V的条件下进行。 可以断言，铝电解电容器的容量随频率的增加而减小 电解电容主要参数介绍 电容量的温度特性电容量的温度特性 电解电容的容量不是在所有工作情 况下都是常量，温度对容量有很大 影响。温度降低时，电容粘性增加 ，这会降低导电性 总体上，电容特性曲线在低额 定电压时比较陡峭，阳极表面 粗糙度越大也会越陡峭。 电解电容主要参数介绍 电容量的频率特性电容量的频率特性 电解电容主要参数介绍 电压参数电压参数 1.1.额定额定DCDC电压电压V V R R 额定额定DCDC电压电压V V R R 是电容器在额定温度范围内所允许的连续工作电压，它包是电容
10、器在额定温度范围内所允许的连续工作电压，它包 括在电容器两电极间的直流电压和脉动电压或连续脉冲电压之和。括在电容器两电极间的直流电压和脉动电压或连续脉冲电压之和。 2.2.反向电压反向电压 绝大多数电解电容器不允许施加反向电压，铝电解电容器的反向电压短绝大多数电解电容器不允许施加反向电压，铝电解电容器的反向电压短 时间内不得超过时间内不得超过1.5V1.5V，一般允许不超过，一般允许不超过0.8V0.8V。 3.3.额定浪涌电压额定浪涌电压VsVs 额定浪涌电压额定浪涌电压VsVs是铝电解电容器在短时间内能承受的电压值，其测试条是铝电解电容器在短时间内能承受的电压值，其测试条 件是：电容器工作
11、在件是：电容器工作在25C25C，在不超过，在不超过3030秒，两次间隔不小于秒，两次间隔不小于5 5分分 电解电容主要参数介绍 损失角损失角(DF)(DF) q电解电容器的损耗因数（Dissipation Factor，英文缩写：DF）可以 理解为在交流电流激励下，耗散因数tan 是等效串联电阻与等效串 联线路里容性电抗成分的比值. 电解电容主要参数介绍 损失角损失角(DF)(DF) q根据电容器的损耗因数的原始定义式得： q这是容抗与串联等效电阻（ESR）之比。非常像交流电路中的RC电 路，而且，这个比值非常像三角函数的对边比邻边正切函数。因此 ，电解电容器的损耗因数（简称DF）很多技术文
12、献中也称为损耗角 正切（tan ） 电解电容主要参数介绍 损失角损失角(DF)(DF) 铝电解电容器的损耗因数与温度、频率的关系 电解电容主要参数介绍 漏电流（漏电流（LC)LC) 漏电流(leakage current)当然要低，它的计算公式大致是:IKCV。漏电 流I的单位是 A，K是常数，例如是0.01或0.03，每家制造厂会选择不同 的常数。但不论如何，电容器容量愈高，漏电流就愈大。从计算式可得知 额定电压愈高，漏电流也愈大，因此降低工作电压亦可降低漏电流。 IKCV 电解电容主要参数介绍 串联等效电阻（串联等效电阻（ESR)ESR) 等效串联电阻是指等效串联线路的阻性成分。ESR值于
13、与频率，温度有关， 而且与耗散因数有关，公式如下 ESR 等效串联电阻，单位W tan d 耗散因数 CS 串联电容，单位为F 电解电容器的等效串联电阻（电解电容器的等效串联电阻（ESRESR）。其中，电解液的电阻是铝电解电容器）。其中，电解液的电阻是铝电解电容器 等效串联电阻（等效串联电阻（ESRESR）的主要部分）的主要部分。 纹波电流和纹波电压 Urms=IrmsR Vrms表示纹波电压 Irms表示纹波电流 R表示电容的ESR 由上可见，当纹波电流增大的时候，即使在ESR保 持不变的情况下，涟波电压也会成倍提高。 一般的 ，纹波电流与频率成正比，因此低频时纹波电流也 比较低。 有机电容
14、器 用电容器纸或合成有机薄膜为介质材料制成的 电容器称有机介质电容器。这类电容器多是卷 绕式结构，其电极有金属箔电极和金属化电极 两种。 11 箔式有机薄膜电容器 12 金属化有机薄膜电容器 13 以有机薄膜为介质，直接在它的单面制一层20nm厚 的金属膜作为极板。 用两片这样的极板并叠卷绕，便可制得两层结构的有 机薄膜电容器。由于有机薄膜与金属膜不能分离，属 金属化，故称为金属化有机薄膜电容器 多层陶瓷电容器 14 介电陶瓷层 3 内电极 4 & 5 层压材料 2 层压材料 2 的端面 6 &7 外电极(Ag) 8 & 9 第一电镀层（Ni, Cu） 10 &11 第二电镀层（Sn） 12 & 13 超级电容器 超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活 性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸引电解质中 的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个电容性 存储层，被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正 极板附近。 15 超级电容器 16 END
