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              讲解为什么铝电解电容不能承受反向电压的原因


                                               讲解为什么铝电解电容不能承受反向电压的原因

              铝电解电容在电子领域中的应用是很常用很普遍的,下面破解铝电解电容不能承受反向电压的原因。

              铝电解电容的基本结构,它由阳极(anode )亚博体育官方网_亚博体育在线下载、在绝缘介质上附着的氧化铝构成的铝层,接收极的阴极铝层亚博体育官方网_亚博体育在线下载,和真正的由电解液构成的阴极。电解液浸透在两个铝层间的纸上亚博体育官方网_亚博体育在线下载。

              氧化铝层是通过电镀在铝层上,相对于加在其上的电压来说是非常薄的,很容易被击穿,导致电容失效。

              氧化铝层可以承受正向的直流电压,如果其承受反向的直流电压亚博体育官方网_亚博体育在线下载,其很容易在数秒内失效亚博体育官方网_亚博体育在线下载。这个现象被称为‘ Valve Effect ’亚博体育官方网_亚博体育在线下载亚博体育官方网_亚博体育在线下载,这就是为什么铝电解电容拥有极性的原因,如果电解电容的两个电极都有氧化层,则形成无极性电容。

              许多文章报道了铝电解电容反向电压的阈值现象的机理亚博体育官方网_亚博体育在线下载,叫做氢离子理论( Hydrogen ion theory )亚博体育官方网_亚博体育在线下载亚博体育官方网_亚博体育在线下载,当电解电容承受反向直流电压的时候,即电解液的阴极承受正向电压而氧化层承受负电压,集合在氧化层的氢离子就将穿过介质达到介质和金属层的边界亚博体育官方网_亚博体育在线下载,转化成氢气,氢气的膨胀力使得氧化层脱落亚博体育官方网_亚博体育在线下载,因此电流在击穿电解液后直接流通电容,电容失效亚博体育官方网_亚博体育在线下载,这个直流电压非常小亚博体育官方网_亚博体育在线下载,在 1~2V 的反向直流电压作用下,铝电解电容在几秒钟就会因为氢离子效应而立即失效亚博体育官方网_亚博体育在线下载。 相反,当电解电容承受正向电压时候,负离子集结在氧化层之间,因为负离子的直径非常大,其并不能击穿氧化层,所以能承受较高电压亚博体育官方网_亚博体育在线下载。

              名词解释:

              1. 阳极( anode ):阳极铝层,即电解电容的正极。 2. 阴极( cathode ):电解液层。

              3. 电介质( Dielectric di ):附着在铝层表面的氧化铝层亚博体育官方网_亚博体育在线下载。

              4. 阴极箔( Cathode Foil ):连接电解液和外部的层,这层在制作中并不需要氧化,但是在实际中由于在蚀刻过程中铝容易被氧化,所以其形成了一个自然被氧化的氧化层,这个氧化层可以承受 1~2v 的电压亚博体育官方网_亚博体育在线下载。

              5. 绝缘纸 (spacer paper): 隔离阴极和阳极,让他们不直接短接亚博体育官方网_亚博体育在线下载,并吸附一定量的电解液。

              有极性电容反接后会怎么样?

              如果电容容量很小亚博体育官方网_亚博体育在线下载,耐压很高,工作电压低的话,反接看不出来啥;如果容量稍大(100UF以上)亚博体育官方网_亚博体育在线下载,耐压离工作电压近,电容不会超过10分钟就坏,坏的表现形式是:先鼓包,再吹气亚博体育官方网_亚博体育在线下载,然后爆浆。

              有极性电容器反接会爆炸,是不是说不能直接接在交流电源上?

              不能接到交流电源上,因为这个有极性电容设计就是用在直流电源上亚博体育官方网_亚博体育在线下载,作滤波用亚博体育官方网_亚博体育在线下载,我原来也问过这种问题,想了好久,一直在问“电容不是隔直通交的吗亚博体育官方网_亚博体育在线下载亚博体育官方网_亚博体育在线下载,怎么有极性电容就不能用在交流电源上呢?”,因为这个有极性电容内部有特殊的物质,这个物质不能承受反压,如果通到交流电上就会反向击穿或爆炸。

              有极性电容不能反接,为何允许交流负半周通过?

              交流信号在一定条件下可以把电容当作短路亚博体育官方网_亚博体育在线下载,此时交流信号的负半周怎么解决?难道要上拉成直流?

              交流信号必须承载在直流电流上亚博体育官方网_亚博体育在线下载,正是要上拉成直流!

              有极性电容工作时正极电位一定要高于负极.否则电容漏电----轻则电路无法工作,重则电容爆炸。

              极性电容接反为什么会短路?

              极性电容内部结构分为正极、介质层、负极亚博体育官方网_亚博体育在线下载,介质层具有单向导电的性质亚博体育官方网_亚博体育在线下载亚博体育官方网_亚博体育在线下载,当然接反后产品介质层就起不到绝缘的作用了,电容自然就短路了亚博体育官方网_亚博体育在线下载亚博体育官方网_亚博体育在线下载。

              为什么把电解电容器正负极接反时电阻率变小?

              涉及到电解电容器的原理:正接时电容器的正极会形成极薄的氧化膜(氧化铝)来作为电介质;反接时金属铝薄片(电容正极)是接电源负极的,会电解出H2来而不会形成氧化膜,另一电极由于材料不同也不会形成可以作为电介质的氧化膜。

              铝电解电容器是由经过腐蚀和形成氧化膜的阳极铝箔、经过腐蚀的阴极铝箔亚博体育官方网_亚博体育在线下载、中间隔着电解纸卷绕后,再浸渍工作电解液,然后密封在铝壳中而制成的。由于电解电容器存在极性,在使用时必须注意正负极的正确接法,否则不仅电容器发挥不了作用,而且漏电流很大,短时间内电容器内部就会发热,破坏氧化膜亚博体育官方网_亚博体育在线下载,随即损坏
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