无论电容器在电子技术哪个领域中使用,都希望所用元件满足性能要求,不会轻易受损,达到延长使用寿命的目的。在电路设计时,应对电解电容器的性能有更深入的了解,做到心中有数,不要使电容器一直处于工作状态。具体从以下几个方面来考虑。
l降低所处环境温度
降低所处环境温度,使电容器不在上限类别温度下工作,另外还要考虑电容器本身发热影响,这一点对液体电解质类型产品尤为重要。如果产生高温,会使漏电流剧增,气体增多,使外壳处于内压急增状态;另外高温能使电解液加速干涸,相对缩短产品寿命。因此对长寿命要求的产品来说,工作温度应控制在50℃以下,这样相应的寿命约可提高1~2个数量级。例如在45℃以可工作20年的计算机电容器,在85℃下则只能工作1~2年。如需要应用在上限类别温度(85℃),则电容器芯子中心温度应不超过95℃,而且还得视所选择工作电解液的性质而定。这种高温影响对固体钽电容器来说,不如铝电解电容器那么严重,但肯定也是有害的。
l降低额定电压的使用上限
降低额定电压的使用上限,也就是降低介质氧化膜的工作场强,对铝电容器将适用。降负荷一半后,电容器的寿命能提高2个数量级之多。
实际上铝氧化膜如出现损伤和被腐蚀,修补氧化膜拜出只能在的工作电压下进行,局部难于恢复到原始形成电压值下的氧化膜厚度,所以过分降低工作电压,对铝电解电容器也并不是的措施。
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原材料纯度的影响电解电容器原材料中特别是构成芯子的材料对漏电流影响极大,它包括铝箔和引线的纯度以及电解液中用的各种化学试剂、去离子水和电解纸中的杂质含量,这些都对漏电流造成极大影响。铝电解电容器的阳极铝箔,当其纯度从99.20%提高到99.99%时,在相同的条件下其漏电流有明显下降,特别是在较高工作温度时,影响更显著。从图1-8看出,提高铝箔纯度是延长电解电容器工作寿命以及降低漏电流的有效途径。正极引线的纯度也有同样影响。另外,其他原材料如化学试剂、电解纸、橡皮塞、纯水等所含氯离子、硫酸根离子含量要求也严格。在工作电解液中即使含有极微量氯化物,也会对产品发生有害的影响,因为氯化物的存在不仅能使氧化膜损坏,而且会导致阳极箔、引线被腐蚀。(因为CL-的离子半径,穿透力极强,破坏性强)l工作电解液的影响工作电解液不但起到电解电容器阴极作用,而且还要能随时提供O2-不断地供给阳极以修补损伤的氧化膜,倘若电解液修补氧化膜和防止氧化膜恶化的能力差,则势必使产品漏电流变大和漏电流回升。此外,电解液中的水会使氧化膜形成水合氧化膜Al2O3·nH2O(n=1~3),使介质膜绝缘性能下降,这同样会使漏电流增大。
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有极性电解电容器并联电路见下图。两只电容的正极相连、负极相连,它们并联后还是一个有极性电解电容,其容量为两只电容的容量之和。需要注意的是,两只电容并联时,不能一只电容的正极与另一只电容的负极相连,否则在电路中会因一个电容极性接反而发生。两只大电解电容并联电路如下图。C1,C2都是510uF的电解电容,这种电容并联电路用于电源滤波,或在OTL功放电路输出回路中作为输出端的耦合电容。使用两只大电解电容并联的主要目的是:1、提高电路工作可靠性有一只电容开路后,另一只电容仍能够使电路正常工作,这样可降低电路的故障发生率。2、减小电容器漏电流容量大的电容器漏电流大,两只电容并联后的漏电流小于一只电容的漏电流。3、加大容量当采用一只大电容后电路效果不理想时,可以再用一只大电容并联。4、降低成本容量越大的电容价格越贵,两只容量减小一半的电容的价格加起来还不到一个大电容的价格。5、减小电容器的体积一只容量大一倍的电容,其体积要大出很多,但有空间受限的情况时,可用两只电容并联来解决。有极性电解电容器逆串联电路有极性电解电容的逆串联主要是为了得到一个无极性的电解电容。见下图。逆串联电路有两种,下图a所示是两只电容正极相连,图b所示是两只电容负极相连。无论那种逆串联电路,电路效果是一样的,逆串联后都等效成一只无极性的电解电容。
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