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    鋁電解電容為什么不能承受反向電壓?

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    鋁電解電容為什么不能承受反向電壓?

    作者:NCC黑金剛    發布時間:2021-08-01 19:33:36  訪問量:1818  來源:NIPPON CHEMI-CON


      下圖顯示了鋁電解電容的基本結構,它由陽極(anode )、在絕緣介質上附著的氧化鋁構成的鋁層,接收極的陰極鋁層,和真正的由電解液構成的陰極。電解液浸透在兩個鋁層間的紙上。氧化鋁層是通過電鍍在鋁層上,相對于加在其上的電壓來說是非常薄的,很容易被擊穿,導致電容失效。

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      氧化鋁層可以承受正向的直流電壓,如果其承受反向的直流電壓,其很容易在數秒內失效。這個現象被稱為‘ Valve Effect ’,這就是為什么鋁電解電容擁有極性的原因,如果電解電容的兩個電極都有氧化層,則形成無極性電容。今天ncc黑金剛代理商櫻拓貿易小編就跟大家介紹一下。

      一、許多文章報道了鋁電解電容反向電壓的閾值現象的機理,叫做氫離子理論( Hydrogen ion theory )

      當電解電容承受反向直流電壓的時候,即電解液的陰極承受正向電壓而氧化層承受負電壓,集合在氧化層的氫離子就將穿過介質達到介質和金屬層的邊界,轉化成氫氣,氫氣的膨脹力使得氧化層脫落,因此電流在擊穿電解液后直接流通電容,電容失效,這個直流電壓非常小,在 1~2V 的反向直流電壓作用下,鋁電解電容在幾秒鐘就會因為氫離子效應而立即失效。 相反,當電解電容承受正向電壓時候,負離子集結在氧化層之間,因為負離子的直徑非常大,其并不能擊穿氧化層,所以能承受較高電壓。

      二、名詞解釋:

      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( 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。

      三、Q&A

      1、有極性電容反接后會怎么樣?

      如果電容容量很小,耐壓很高,工作電壓低的話,反接看不出來啥;如果容量稍大(100UF以上),耐壓離工作電壓近,電容不會超過10分鐘就壞,壞的表現形式是:先鼓包,再吹氣,然后爆漿。

      2、有極性電容器反接會爆炸,是不是說不能直接接在交流電源上?

      不能接到交流電源上,因為這個有極性電容設計就是用在直流電源上,作濾波用,我原來也問過這種問題,想了好久,一直在問“電容不是隔直通交的嗎,怎么有極性電容就不能用在交流電源上呢?”,因為這個有極性電容內部有特殊的物質,這個物質不能承受反壓,如果通到交流電上就會反向擊穿或爆炸。

      3、有極性電容不能反接,為何允許交流負半周通過?

      交流信號在一定條件下可以把電容當作短路,此時交流信號的負半周怎么解決?難道要上拉成直流?

      交流信號必須承載在直流電流上,正是要上拉成直流!

      有極性電容工作時正極電位一定要高于負極.否則電容漏電----輕則電路無法工作,重則電容爆炸。

      4、極性電容接反為什么會短路?

      極性電容內部結構分為正極、介質層、負極,介質層具有單向導電的性質,當然接反后產品介質層就起不到絕緣的作用了,電容自然就短路了。

      5、為什么把電解電容器正負極接反時電阻率變小?

      涉及到電解電容器的原理:正接時電容器的正極會形成極薄的氧化膜(氧化鋁)來作為電介質;反接時金屬鋁薄片(電容正極)是接電源負極的,會電解出H2來而不會形成氧化膜,另一電極由于材料不同也不會形成可以作為電介質的氧化膜。

      鋁電解電容器是由經過腐蝕和形成氧化膜的陽極鋁箔、經過腐蝕的陰極鋁箔、中間隔著電解紙卷繞后,再浸漬工作電解液,然后密封在鋁殼中而制成的。由于電解電容器存在極性,在使用時必須注意正負極的正確接法,否則不僅電容器發揮不了作用,而且漏電流很大,短時間內電容器內部就會發熱,破壞氧化膜,隨即損壞。

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      日本NIPPON CHEMI-CON貴彌功株式會社(品牌:NIPPON CHEMI-CON ,簡稱:NCC、黑金剛、貴彌功)創立于1931年,其鋁電解電容器產品的全球市場占有率名列首位,深受客戶信賴,品牌口碑持續保持行業最前列。主要產品:鋁電解電容、導電性固體高分子電容、壓敏電阻、多層陶瓷電容、超級電容、扼流線圈等。

      上海櫻拓貿易有限公司成立于2006年,已榮獲國內外眾多知名品牌電子元器件廠商的授權代理資質。公司代理的各類被動、主動電子元器件產品,廣泛應用于汽車電子、通信網絡、新能源、家電、電源、照明、安防、工控、智能三表、消費電子、軌道交通、軍工、物聯網等先進制造領域。公司秉承“誠信、勤奮、專業、高效”的經營理念,為客戶提供多元化的電子元器件選型方案和技術支持。我們期待與更多的合作伙伴攜手同進、共創未來!




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