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許多文章報道了鋁電解電容反向電壓的閾值現(xiàn)象的機理,叫做氫離子理論( Hydrogen ion theory ),當(dāng)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(zhì)達到介質(zhì)和金屬層的邊界,轉(zhuǎn)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(yīng)而立即失效。 相反,當(dāng)電解電容承受正向電壓時候,負離子集結(jié)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。
影響壽命的應(yīng)用因素
根據(jù)壽命公式,可以得出影響壽命的應(yīng)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,鋁電解電容的應(yīng)用環(huán)境溫度也是重要因素。在應(yīng)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。
2、高純度
漏電流較大是電解電容器的性能缺點,低壓電解電容器對精度要求較高,因此對漏電流也有特別的要求,例如在高增益前置放大級中的耦合電容器,要求沒有漏電流才能保證高保真立體聲音響設(shè)備的質(zhì)量,因此降低漏電流成了滿足這方面要求的重要課題。而作為電解電容器原料的電解紙的純度是影響漏電流的關(guān)鍵因素。
3、高強度薄型化
隨著電解電容器生產(chǎn)的自動化程度越來越高,電容器的包卷速度在不斷提高,對電解紙的強度要求也越來越高,特別是低壓電解電容器紙,一方面,因其要滿足電解電容器低損耗和小型化要求,表現(xiàn)在紙的性能方面就是要具有良好的吸收性(較低的密度);
另一方面,為了滿足電容器小型化的要求,電解紙將會越來越薄,但密度太低或厚度太薄都會影響電解紙的強度。因此,在滿足電容器低損耗和小型化的前提下,提高低壓電解電容器紙的強度,將是未來低壓電解電容器紙發(fā)展的一個方向。