薄膜电容器,电解电容器的由来
前面,我们详细了解了薄膜电容器的特性,知道了为什么薄膜电容器可以在音响中大量使用,相信大家一定记忆深刻。同时,我们也提到了电解电容器,它在音响中也普遍使用。电解电容器有很多种叫法,可以叫电解质电容器,又可以叫电容器隔膜纸,它在电解电容器的阳极和阴极铝箔之间起隔离、绝缘作用。今天,我们就来了解一下是电解电容器的由来。
电解电容器的一个电极不是金属而是电解质或金属氧化物。这个电极的导电载流子不再是自由电子而是离子。这就是电解电容器的基本特征。现在,按电极特征区分,电解电容器主要有铝电解电容器,钽、铌电解电容器,聚合物电解电容器。电解电容器是电子线路中应用最多的电容器种类,也是应用中遇到问题最多的电容器种类,因此可以说电解电容器是一个永恒的研究话题。
随着时代的发展,铝电解电容器经历了最初的今天看来有庞大的体积、55℃的最高工作温度发展到电解电容器体积小型化、ESR的降低、高纹波电流、可以承受150℃高温、最大电容量达到法拉级、钽电容表面贴装等新特点。铝电解电容器不再仅仅是工频整流滤波、交流耦合,铝电解电容器几乎进入了电子线路的每一个角落,承担着工频整流滤波、旁路、电力电子电路的高频整流滤波、高纹波电流电子线路的旁路等任务。
电容器的一个主要应用就是在工频整流过程中将脉动直流电平滑成为平稳的直流电(这个过程也可以称为滤波)。例如,将正弦交流电转化为直流电时,为平滑整流后的直流电,通常需要电容器滤波,将脉动直流电中的交流成分用电容器“短路”。然而,将从零到峰值(有效值的1.414倍)的脉动电压平滑成接近平滑的直流电压需要很大电容量的电容器,如将单相桥式整流输出电压平滑到仅有10%波动,需要多大电容呢?以单相桥式整流器为例,在电容输入式滤波电路中,一般每个整流二极管导电仅能导通3ms左右的时间向输出供电,其余7ms左右的时间输出则由滤波电容供电,这时电容器的储能将波动约20%,即电容器的每半个电源周波向输出提供20%的储能对应输出功率的70%。基于以上原因,必须寻求一种电容量大、体积小并且价格便宜的电容器。在电容器制造技术不是很先进的上世纪前半叶,想获得高电容量的电容器,薄膜电容器、陶瓷电容器在实现起来价格将是极其昂贵的,不能投入使用。因此,不得不另寻出路来获得高电容量的电容器实现方法。人们自然而然地想到,采用增加电容器极板表面积的方法,如使极板表面变得粗糙,或将极板做成像海绵一样多孔。接下来的问题就是,当一个极板变得粗糙或多孔化后,怎样使另一个极板与其匹配的紧密配合?而且中间还要夹一个厚度、质地均匀的介质材料。这些技术要求对于普通的薄膜电容器和陶瓷电容器来说几乎是不可能的。因此,需要寻求一种适应这种要求的介质和电极形式,电解电容器在这种技术需求和市场需求下应运而生。
通过以上的讲述,相信大家都了解了电解电容器的由来, 随着技术的发展,电解电容器的应用范围将会越来越广。