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电解电容也分固态和液态?奇怪的知识又增加了。

时间:2022-09-10 00:30:00 阻抗铝电解电容电解电容能用高频电容代替吗固态铝电解电容结构

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电解电容器广泛应用于各种电路中。由于电容器的绝缘层来自金属电极的非常薄的氧化膜,这种电容器的容量可以很大,从几个微法到几个法拉。在电路中,应用于精度要求低但容量要求大的电源储能滤波电路中。

由于其体积较大,且常采用铝壳圆柱包装,因此在电路板上通常显得鹤立鸡群。三个电解电容器站在下面电路板的一角。

▲ 电路板上的铝电解电容

上图中的电解电容器实际上分为两类。一种是普通液体铝电解电容器,另一种是固体铝电解电容器。如何区分它们以及它们的优缺点是什么?阅读下面的介绍后,您可以知道。

固体和液体电解电容器的本质区别在于介电材料的不同。液体电解电容器使用的介电材料是电解液,固体电容器使用导电聚合物。这两者的区别直接导致了固态电容的最大优势,不容易发生爆炸。

▲ 液态电解电容过压爆破过程

使用过液体电解电容器的玩家可能知道一件事。液体电解电容器长时间使用后,使用寿命无法维持。一旦使用寿命出现故障,就很容易爆炸。虽然是爆炸,但并不可怕。爆炸后只会溢出电解质。但当它爆裂时,你会听到的boom听起来很可怕。

因此,固态电容的优点是稳定性好、阻抗低、环保。液体电解电容具有性价比高、耐压性高的优点。假如不看价格,所以固态电容实际上比液态电解电容好得多。

▲ 普通电解电容(左)和固态电解电容(右)

由于液体电解电容器在发生故障时容易爆炸,它的顶部通常有K”或者“ 防爆开槽,而固态电容通常不是。


液体电解电容上的 ”防爆开槽

由于固态电解电容采用导电聚合物作为电极层导体,其导电性能优于液态电解液,因此相应ESR(Equivalent Series Resistance,串联等效电阻)非常小,则对应的电容损耗也小。

通常,这一特性并不突出,但在一些大功率高频电路中,需要电源滤波电容ESR越小越好。可以说,固态电解电容在高频下很低ESR它最大的优点。

在第十六届全国大学生智能汽车竞赛中,有一组节能信标组,可提供50多个模型W充电功率。

下图显示了信标控制电路板上的两个电解电容器。普通液体电解电容器用于左侧电路,满功率输出50W这两个电容在电能时发热严重。

用相同容量的固态电容器代替后,电容器就不会再热了。

▲ 无线节能信标电路板上的两个电源滤波电容
普通电解电容用于左侧电路板,固态电解电容用于右侧

除了根据电解电容器顶部是否有防爆开槽来区分液体电解电容器和固体电解电容器外,还可以拆卸电容器进行区分。

其内部结构为电极卷层结构,液体电解电容在挤压卷芯时可见液体,但固态电解电容无液体。

▲ 内部结构的电解电容

如果电容器没有损坏,如何判断它们的区别差异。小手持可以使用LCR测量电容的容量和表ESR。

下面使用SmartTweezer测量普通的电解电容和固态电容。测量的频率设定为10kHz。普通电解电容通常测量ESR大都超过0.1Ω,但是固态电容ESR只有几十毫欧,远小于同等容量的普通电解电容。

▲ 使用手持LCR(SmartTweezers)测量电容等效串联电阻

固态电解电容虽然有很多优点,但价格高,只能用于一些价格不敏感的电子产品,未来价格差异可能会逐渐降低。

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