电容中的“大”哥——铝电解电容器

知识点：铝电解电容器

铝电解电容器，又称电容，是一种储能元件，是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极而制成的电容器。

铝电解电容器按照不同的分类标准可分为液态铝电解电容器、固体铝电解电容器、消费类铝电解电容器等。其中液态铝电解电容器按引出方式的不同可划分为引线式、焊片及焊针式、螺栓式三种；消费类铝电解电容器主要用于电视、音响、显示器、计算机及空调等消费类市场；工业类铝电解电容器主要用于工业和通讯电源、专业变频器、数控和伺服系统、风力发电及汽车等工业领域。

目前，全球铝电解电容器行业已是一个成熟的、稳定增长的行业。因为几乎用电的地方都需要电容器，铝电解电容器产品也已广泛应用于消费类电子产品、通信产品、电脑及周边产品、仪器仪表、自动化控制、汽车工业、光电产品、高速铁路与航空及军事装备等领域中

 

具体来看，全球铝电解电容器应用领域的用量比例为消费性电子产品占45%，工业占23%，资讯13%，通信7%，汽车5%，其他7%。监视器、CD音响、电视机、电源供应器及主机板产品是铝电解电容器最典型的应用。

 

电解电容的八个基本参数

参数一：电容值 　　 电容值C=Q/U。要计算主板CPU供电部位对电容容量的需求，使用如下公式： 　　 假如CPU的电流I为50A，ΔV=50mV时，Δt=10μS。则容量要求为C=10000μf。要得到理想的滤波效果的话，就要求要7颗1500μf的电容并联使用。 参数二：耐压值 　　 耐压值是表示电容＋/－极之间的最大压差，如果出现过压现象，电容就会处于击穿状态，漏电流增大，电容内部发热巨增，电容内部的电解液会因高温变成气体致使电容内部压力增大。当这个压力超过电解电容的铝外壳承受压力的时候，电容就会发生爆炸。CPU的工作电压一般在1～2V之间，电容耐压能在4V以上就一般不会出问题，前提是电容极性不得插反！ 参数三：损耗正切值 　　 损耗正切值用tgδ表示，它是交流电压下介质中的能量损耗标称。损耗跟温度及电压有关系，损耗值越小，电容发热就越小，热量对电容的工作寿命有很大的影响。 参数四：ESR ESR即Equivalent  Series Resistance(等效串联电阻)，主板CPU供电部分都是用的LOW ESR的电容，主板的CPU输入电容的ESR的要求值可根据以下公式计算：  而INTEL Pentium 4处理器的要求是：取3.06GHz  CPU ICC=65.4A。则根据公式(1)、(2)可以得到最大ΔVTRAN=148.1mV。根据公式可以得到RCESR/NC=2.26mΩ，当电容个数达到7个时，要求的电容ESR值为  2.26X7=17.4mΩ。常用的高品质电容ESR参数也才13 mΩ，如RUBYCON的MBZ系列的电容，ESR值在100KHZ的测试条件下标准值为13mΩ。雷同的还有TAICON的HI系列，SAMXON(OST及松下等公司的电容代工厂)的GD系列。 电容爆浆 　　 ESR值越大，滤除纹波效果就越差，尤其市面上很多只有4—5颗输出电容的主板，将会影响主板的稳定性，用高频CPU时就更明显了。甚至还有些用较差品牌，或是没有保证的国产电容，可能还会出现象XX等厂曾出现电容爆裂现象。 参数五：纹波电流 纹波电流即RIPPLE CURRENT(也称涟波电流)，电容具有“通交流，阻直流”的特性，纹波电流就是用了通交流的特性，将有害的交流成分滤掉，使直流成分更纯，有助于CPU的工作稳定。 　　 从公式I=U/R可以看出，它是跟ESR值是成正比关系的，在同等条件下(同材料，同环境等)，ESR值越低，电容的耐纹波电流能力越强，尤其是在主板开关电源部分(如，CPU的电源部分在MOS管的前端)显得尤为重要，耐纹波电流能力差，ESR值大，发热量就会增大，电容的寿命将会极大的降低，甚至很容易出现爆裂现象。 参数六：耐温值 　　 电解电容一般耐温值有85℃及105℃两种，在环境差的条件下，选择高耐温的电容器有利于延长电容的工作寿命。 参数七：漏电流 　　 电容在直流的条件下也不是完全绝缘的，漏电流的要求一般为I≤0.01CU,漏电流越小越好，漏电流小，电容的发热量小。 参数八：电容寿命 　　 电容寿命计算公式为：Lx=Lo X 2【to-(tx+Δt)】/10，这是正常使用下电容的寿命公式，Lo=2000小时。 电容的寿命跟工作温度有很大的关系，通常所说的2000小时的工作寿命，是指电容在工作温度下，如105℃，80％工作电压(加上纹波电压不超过标称电压)，加上标称的纹波电流(如TAICON的2200UF/6.3V HI系列，10X20的电容，纹波电流为2.55A)，工作2000小时参数变化率在要求的范围内，无故障出现(如电容爆等)。所以，要求高寿命的电容，跟选择好品质的电容是相依相存的，电容每个参数的好与坏都会直接影响到电容的工作寿命。

 

我国生产铝电解电容器用电极箔起步较晚，在上个世纪九十年代后期，在科研院校的帮助下我国企业在这方面的技术研究取得突破，开始工业化生产腐蚀箔和化成箔，并且发展很快，特别是部分中高压化成箔产品质量已接近世界第一大化成箔制造商日本JCC的产品，因此，国产中高压电极箔很快就替代了日本进口产品。目前国内同时具备腐蚀和化成技术且能较大规模生产中高压腐蚀箔、化成箔的企业主要有：东阳光科、新疆众和、江苏中联、凯普松（宜都）和南通南辉电子材料股份有限公司等，在国内初步形成垄断格局。

目前国内低压电极箔市场竞争相对平稳，扬州宏远、华锋铝箔、江苏中联和江阴花园等在低压化成箔产品的国内市场占有率较高，市场相对较集中，但国内低压化成箔中30%的高端市场需求仍由日本JCC等厂商提供，未来公司采用低压高介复合氧化膜化成技术生产的化成箔成功量产并达到技术指标后将可以与JCC等国外厂商进行竞争。国内低压化成箔生产的技术瓶颈主要在腐蚀环节，在国内低压化成箔产业链中，目前能够量产高性能腐蚀箔的企业较少，华锋铝箔是目前国内既能大批量生产低压腐蚀箔，同时又能够进行大批量低压化成的少数几家企业之一。

从日本铝电解电容生产的龙头企业 NCC与 Nichicon 近年营收规模变动趋势可以发现，目前日本企业在铝电解电容领域的生产量与营业收入开始出现萎缩迹象。其中 NCC近年营收规模呈震荡下跌趋势，而 Nichicon 则是较大幅度的直线下滑。

日本铝电解电容器生产企业霸主地位的衰退归因于韩国、台湾及中国大陆企业的迅速崛起。尤其是中国大陆作为全球规模扩张最为猛烈的铝电解电容器市场，其以集中的整机制造基地、廉价的生产成本迎来了众多外国铝电解电容器制造厂商的青睐，并且产业的跨境转移为我国本土铝电解电容器制造企业带来了前所未有的发展机遇。2013 年，我国本土企业艾华集团与江海股份分别占全球铝电解电容器市场份额的 3.64%与 3.41%，合计占比约 7%。2015年，艾华集团和江海股份的合计市场份额占比达到 8.6%。

电解电容器的检测方法

 

　 1、测量时，选用合适的量程。一般情况下，1～47μF间的电容，可用R×1k挡测量，大于47μF的电容可用R×100挡测量。
　 2、将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大偏度，接着逐渐向左回转，直到停在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。在测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路；如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再使用。
　 3、使用万用表电阻挡，采用给电解电容进行正、反向充电的方法，根据指针向右摆动幅度的大小，可估测出电解电容的容量。
　 4、对于正、负极标志不明的电解电容器，可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意测一下漏电阻，记住其大小，然后交换表笔再测出一个阻值。两次测量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。

 

 

 

QC 工程图                       编号：PG-078

序号	流程图	名称	过程使用的设备、工具	管理项目	评估// 量测仪器	抽 样		管控方法	反馈机制
						大 小	频次
4	浸渍	浸渍	烘箱、烤盘、含浸机、甩干机	烘烤温度、烘烤时间、浸渍温度、浸渍时间、脱液时间	目测 温度计、计时器、漏电流测试仪、容量损耗测试仪	容量损耗检测：3只/批	每批	按《浸渍》操作指导书 烘干记录、含浸记录、随工单测试记录	按《不合格品控制程序.》
5	组立	组立	自动组立机、磁铁、镊子	芯苞伤、引线伤、封口变形、封口尺寸	目测 卡尺	各项目按操作指导书规定抽样	1次/班.台.批	按《组立》操作指导书 检查表
6	清洗	清洗	半自动清洗机、清洗篮、甩烘干机	脱脂粉溶液温度、加热槽温度、甩烘干时间	目测 温度计（温控仪）、计时器	红墨水检测：2只/批	每批	《清洗》作业指导书 产品清洗记录
7	套管	套管	自动套管机、 磁铁、镊子	套管状态、反极、极性标识位置、套管刀片	目测	200只	每批	按操作指导书 检查表
8	老化 分选	老化 分选	全自动老化机、全自动分选机、半自动分选机、磁铁、镊子	套管标志、烘箱温度、短路检测、参数设定	目测 温控仪	每批	每批	按《老化》《分选》操作指导书 反极点检记录表、确认检查表
								A版	2/3

 

序号	流程图	名称	过程使用的设备、工具	管理项目	评估// 量测仪器	抽 样		管控方法	反馈机制
						大 小	频次
9	外观1	外观检查	操作台、磁铁	外观形态	目测	全检	每批	《限度样本》、 外观检查记录表	按《不合格品控制程序.》
10	外观检验	外观抽样检验	磁铁、小料盆	型号、规格、尺寸、容量、损耗、漏电流、阻抗、外观	漏电流测试仪、容量损耗测试仪 外观目测	按《成品检验》规范抽样要求	每批	按《成品检验》规范、随工单要求、记录表
11	编带 成型	编带成型	全自动编带机、全自动切脚机、 镊子、磁铁、编带模板	模板检验、引线强度、极性方向、编带外观、成型尺寸	目测 检测模板 卡尺	各项目按《编带》操作指导书	每批	按《编带》操作指导书、记录表
12	外观2	编带 外观检查	工作台、打火机、模板	外观形态	目测 检测模板	1.操作工全检 2.品管抽3盒	每批	《编带外观》操作指导书、《编带限度样本》、记录表
13	包装	包装	包装工作台、自动磁性灌装机、胶带机、打箱机、料铲、手电筒	物料确认、包装数量、极性方向、标识	电子秤、天平	每批	每批	按作业标准及客户技术协议 记录表
14	入出库 成品检验	入出库检验	磁铁、小料盆、手电筒	型号、规格、外观、尺寸、数量、容量、漏电、损耗、阻抗	漏电流测试仪、容量损耗测试仪	按《成品检验》规范抽样	每批	《成品检验》规范、产品内控标准、客户技术协议、检验记录
								A版	3/3

 

相关推荐链接：

1、交流电容器电阻值

2、电力电容器的作用及允许运行方式