笔者结合自身经验通过查阅各种资料针对硬件设计需要掌握的重点及难点总结了此文档。通过写文档目的是能够使自己的知识更具有系统性温故而知新同时也希望对读者有所帮助大家一起学习和进步。

　　电容器是无源器件在各种电容器中铝电解电容器与其他电容器相比相同尺寸时CV值更大价格更便宜。电容器的基本模型如图所示。

　　从式中可以看出静电容量与介电常数极板表面积成正比、与两极板间距离成反比。作为铝电解电容器的电介质氧化膜(Al2O3)的介电常数通常为8~10这个值一般不比其他类型的电容器大但是通过对铝箔进行蚀刻扩大表面积并使用电化学的处理得到更薄更耐电压的氧化电介质层使铝电解电容器可以取得比其他电容器更大的单位面积CV值。

　　其他的组成成分包括浸有电解液的电解纸和电解液相连的阴极箔。综上所述铝电解电容器是有极性的非对称构造的元件。两个电极都使用阳极铝箔的是两极性无极性电容。

　　铝电解电容器素子的构造如图所示由阳极箔电解纸阴极箔和端子内外部端子卷绕在一起含浸电解液后装入铝壳再用橡胶密封而成。

　　铝箔是铝电解电容器主要材料将铝箔设置为阳极在电解液中通电后铝箔的表面会形成氧化膜(Al2O3)此氧化膜的功能为电介质。

　　形成氧化膜后的铝箔在电解液中是具有整流特性的金属就像是一个二极管被称之为阀金属。

　　首先为了扩大表面积将铝箔材料置于氯化物水溶液中进行电化学蚀刻。然后在硼酸铵溶液中施加高于额定电压的电压后在铝箔表面形成电介质氧化层Al2O3这个电介质层是很薄很致密的氧化膜大概1.1~1.5nm/V , 绝缘电阻大约为10^8~10^9Ω /m。氧化层的厚度和耐压成正比。

　　同阳极箔一样阴极铝箔同样有蚀刻的程序但是没有氧化的程序。因此阴极铝箔表面只有少量的自然氧化形成的(Al2O3)能承受的电压只有0.5V左右。

　　电解液是由离子导电的液体是真正意义上的阴极起着连接阳极铝箔表面电介质层的作用。而阴极铝箔类似集电极一样起着连接真正阴极和内部电路的作用。电解液是决定电容器特性温度特性频率特性使用寿命等的关键材料。

　　蚀刻的作用是扩大铝箔表面积。蚀刻是在氯化物溶液中施加交流或直流电流的电化学过程。

　　化成是在阳极铝箔表面形成电介质层Al2O3的过程。一般将化成过的铝箔作为阳极使用。

　　按照不同产品的尺寸要求将铝箔阴极箔和阳极箔和电解纸剪切为需要的尺寸。

　　将阴极箔和阳极箔之间插入电解纸然后卷绕成圆柱形在卷绕工艺上阴极箔和阳极箔上连接端子。

　　密封是将素子装入铝壳中后用封口材料橡胶橡胶盖等密封的过程。

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　　老化是对密封后的电容器在高温下施加电压的过程。这个过程能将裁剪和卷绕过程时电介质层的一些受损进行修复。

　　老化之后将对所有产品进行电气特性检查。并进行端子加工编带等。最后进行包装。

　　电极表面积越大容量储存电荷的能力越大。铝电解电容器的静电容量值是在20℃120Hz /0.5V的交流电条件下测试的值。

　　损耗角与温度的关系如下图温度越高损耗角越小。

　　漏电流是铝电解电容器特性之一当施加直流电压时电介质氧化层允许很小的电流通过这一部分小电流称为漏电流。理想的电容器是不会产生漏电流的情况和充电电流不一样即使电压恒定这个电流也是持续存在的。

　　漏电流会随时间而变化如图所示、随时间而减小后会达到一个稳定值。因此漏电流的规格值为20℃下施加额定电压一段时间之后所测量的值。

　　当温度升高时漏电流增加温度降低漏电流减少施加的电压降低漏电流值也会减少。

　　画出阻抗-频率曲线/ωC是容抗图中容抗的直线°角。ωL是感抗、它的直线°角。R代表等效串联电阻。在低频率区间有频率依存性的电介质损失影响大因而R曲线向下。在高频区间电解液和电解纸的阻值占主导地位不再受频率的影响因而R值趋于稳定。

　　厂家一般都有各种系列的电解电容低ESR的长寿命的高温的。而普通品是性能最低的是最便宜的一般温度和寿命参数是85℃/105℃-1000h/2000h、本节这里说的也是这种铝电解电容。

　　可以看到如果容值和额定电压值确定各个厂家的ESR相差不大。

　　不同于MLCC陶瓷电容铝电解电容需要注意额定纹波电流它是有效值不能超规格使用。铝电解电容的ESR相对比较大因此如果纹波电流比较大的线c;内部发热严重会导致电容器失效、因此每个制品都设定有额定的纹波电流。

　　虽然有一些系列降低周围温度可以施加超过额定的纹波电流但自我温升△T升高的线c;寿命就会变短。△T在各种周围温度下都有其规定界限值请在使用中不要超过其界限值。

　　铝电解电容是目前除了陶瓷电容之外用得最广泛的电容品种了，因此，作为硬件工程师，必须熟练的掌握其特性。笔者结合自身经验，通过查阅各种资料，针对硬件设计需要掌握的重点及难点，总结了此文档。通过写文档，目的是能够使自己的知识更具有系统性，温故而知新，同时也希望对读者有所帮助，大家一起学习和进步。2、铝电解电容器概述2.1、基本模型电容器是无源器件，在各种电容器中，铝电解电容器与其他电容器相比，相同尺寸时，CV值更大，价格更便宜。电容器的基本模型如图所示。静电容量计算式如下：其中，为介电

　　选型要点： 容量，耐压，温度范围，元件封装形式与尺寸 纹波电流、纹波电压 漏电流、ESR、散逸因数、阻抗/频率

　　电解选型和应用中碰到的问题提出，要关注耐压、容量、温度和尺寸几个参数，也要注意

　　参数有容量、耐压、封装、损耗角、ESR、工作温度、使用寿命、漏电流、最大纹波电流等

　　rms是指root mean square 指的是将取样的数值先平方再总和,取平均值后再开方. 30Arms 电流是30A，该数值是均方根

　　Amp即电流单位A (ampere 安培)，Amps是复数形式。 Our standard systems operate on 15 Amps,115VAC and 5 CFM at 80 PSI. 我们的标准系统工作条件是15安（电流），115伏交流电，在80psi(磅每平方英寸pound per square inch)时流量为5CFM(立方英尺每分cubic feet per minute

　　今天我们来说一说电容的阻抗频率曲线。首先呢，为什么要讲这个呢？那是因为这个非常重要，对我们使用电容有很大的指导意义。 电容阻抗-频率曲线图 上图是一个典型的电容的阻抗频率曲线图，为什么说它非常重要呢？首先它非常直观，横轴上是频率，纵轴是阻抗，我们能很清楚的看出在各个频率点上，电容的总阻抗是多少。也能知道它在哪个频率点上谐振， ESR是多少。而这些内容，都是我们在选择电容时所必须要了解的。 曲线图的来源 那么，电容曲线图为什么是这样的呢？这是因为电容都不是理想的，它会存在寄生参数，可用..

　　器（高分子AI）、薄膜电容器（Film）、温度补偿用独石陶瓷电容器(MLCC)。导电性高分子钽电容器（高分子Ta）、高介电常数独石陶瓷电容器（MLCCX5R,Y5V）在高温区域中静电容量变化变大。 下面是针对POSCap特意选出的几个曲线，对比其温度

　　电容器是与电阻、线圈并存的三大被动元器件之一。不仅在电气或电子电路中会使用电容器，而且如果没有电容器电路就不会正常工作。这在智能手机和IoT设备、服务器和网络、以及无线通信系统之类的尖端设备上也是一样的。此外，电容器的性能会对各种电子设备的性能产生影响，因而已成为非常重要的零部件。 电容器的

　　结构 简而言之，电容器是能够储蓄电能，并可在必要的时候放电的零部件。可蓄积起来的电能(电荷)与电池相比较少，因而在放出电荷(放电)时只能在短时间内供给电流，但是可反复进行充电(电荷的蓄积)和放电。 这里列出电容

　　的容体比较大，串联电阻较大，感抗较大，对温度敏感。它适用于温度变化不大、工作频率不高(不高于25kHz)的场合，可用于低频滤波(在高频率得时候

　　在串联电阻、感抗、对温度的稳定性等方面都有明显的优势。但是它的工作电压较低。

　　器的额定电压的1.3倍作为电容器的浪涌电压，工作电压高于160V时，是额定工作电压+50V作为浪涌电压，这是生产厂家保证的电压，可以允许在短时间内承受此电压。电容器处于浪涌电压时，电流会很大，通常是正常情况的10~1

　　PCB封装库（AD库），包含SMD-EC-F3-SMD-EC-F16 8个封装。是Altium Designer的PCB封装库，.PcbLib格式的，非常实用

　　的PCB封装，AD软件编辑，3个不同大小规格，柱体颜色有黄灰、黑灰和绿灰。

　　为有极性电容，在电路中它的“+”极必须要接电位较高的一端。 优点：容量大，能耐受大的脉动电流。 缺点：容量误差大，泄漏电流大；普通

　　器不适于在高频和低温下应用，不宜使用在25kHz以上频率。 用途：低频旁路、信号耦合、电源滤波。 二、

　　常见的失效模式 电容其有失效的时候，而各类电容器的材料、结构、制造工艺、性能和使用环境各不相同，失效机理也各不一样。今天易容网将为大家揭秘

　　常见的失效模式：漏液、爆炸、开路、击穿、电参数恶化等。 1、漏液 漏液，是电容器失效的原因之一，

　　（1）交流电的有效值为“平方-平均-平方根”值，简称“方均根”值。英文里电工书上或电器说明书上就叫做 “r m s”，如电压的有效值记作 Vrms,.....。“r m s” 为 “root-mean-square”三个单词的打头字母，按照英文单词的顺序就是“根

　　曲线 电容 电容（Capacitance）亦称作“电容量”，是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。 电容表示符号 如上图所示，前面表示电容的符号（无极性电容），其中使用最多的应该就是瓷片电容，也就是MLCC。前面是简单地...

　　电容的rms纹波额定电流是指在给定的工作条件下，电容器通过的电流的均方根值。电容器在充电和放电过程中，电流会出现周期性的变化，这种变化会引起电流的纹波。而rms纹波额定电流则是用来表示这种电流纹波的一个参数。 电容器的rms纹波额定电流与电容器所处电路的工作频率、电容器的容值以及电压源的频率和电压值等因素有关。当电容器工作频率较高时，电流的纹波会变得更加显著；而当电容器容值较大时，纹波电流的幅值也会相应增加。另外，当电压源的频率和电压值较大时，也会使电容器的纹波电流增加。 对于电容是限流元件的电路，其rms纹波额定电流是一个重要的指标。这是因为，过大的电流纹波可能导致电容器发热过高、寿命缩短甚至损坏。因此，在设计电路时，需要根据电容器的额定电流和信息手册所提供的纹波电流容量曲线来选择合适的电容器，以确保在给定的工作条件下，电容器能够正常工作并具有足够的寿命。 综上所述，电容的rms纹波额定电流是衡量电容器纹波电流的一个参数，它与电容器频率、容值以及电源频率和电压值等因素有关。正确选择电容器，确保其额定电流处于安全范围内，对于电路的正常工作以及电容器的寿命具有重要意义。

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