Алюминиевый электролитический конденсатор

Алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом имеют широкий диапазон стилей, размеров и серий.

Алюминиевые электролитические конденсаторы (обычно) представляют собой поляризованные электролитические конденсаторы которых , анодный электрод (+) изготовлен из чистой алюминиевой фольги с травленой поверхностью. Алюминий образует очень тонкий изолирующий слой оксида алюминия путем анодирования , который действует как диэлектрик конденсатора. Нетвердый электролит покрывает шероховатую поверхность оксидного слоя, служа в принципе вторым электродом ( катодом ) (-) конденсатора. Вторая алюминиевая фольга, называемая «катодной фольгой», контактирует с электролитом и служит электрическим соединением с отрицательной клеммой конденсатора.

Алюминиевые электролитические конденсаторы делятся на три подсемейства по типу электролита:

нетвердые (жидкие, мокрые) алюминиевые электролитические конденсаторы,
твердые алюминиевые электролитические конденсаторы из диоксида марганца и
Твердополимерные алюминиевые электролитические конденсаторы .

Алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом являются самым недорогим типом, а также имеют самый широкий диапазон размеров, емкостей и значений напряжения. Они изготавливаются с емкостью от 0,1 мкФ до 2 700 000 мкФ (2,7 Ф), ^[1] и номинальное напряжение в диапазоне от 4 В до 630 В. ^[2] Жидкий электролит обеспечивает кислород для повторного формирования или «самовосстановления» диэлектрического оксидного слоя. Однако он может испаряться в результате процесса высыхания, зависящего от температуры, что приводит к дрейфу электрических параметров, ограничивая срок службы конденсаторов.

Из-за относительно высоких значений емкости алюминиевые электролитические конденсаторы имеют низкие значения импеданса даже на более низких частотах, таких как частота сети . Обычно они используются в источниках питания , импульсных источниках питания и преобразователях постоянного тока для сглаживания и буферизации выпрямленного постоянного напряжения во многих электронных устройствах, а также в промышленных источниках питания и преобразователях частоты в качестве конденсаторов звена постоянного тока для приводов , инверторов для фотогальванических устройств , и преобразователи в ветроэнергетических установках . Специальные типы используются для хранения энергии, например, в фотовспышках или стробоскопах , или для передачи сигналов в аудиоприложениях.

Алюминиевые электролитические конденсаторы являются поляризованными конденсаторами из-за принципа анодирования. Их можно эксплуатировать только при подаче постоянного напряжения с соблюдением правильной полярности. Эксплуатация конденсатора с неправильной полярностью или с переменным напряжением приводит к короткому замыканию , которое может вывести из строя компонент. Исключением является биполярный или неполярный алюминиевый электролитический конденсатор, который имеет конфигурацию из двух анодов в одном корпусе, соединенных «спина к спине», и который можно безопасно использовать в приложениях переменного тока.

Основная информация

Оксидный слой

В электролитических конденсаторах используются химические свойства некоторых специальных металлов, ранее называвшихся «ламповыми металлами». При приложении положительного напряжения к материалу анода в электролитической ванне образуется изолирующий оксидный слой толщиной, соответствующей приложенному напряжению. Этот оксидный слой действует как диэлектрик в электролитическом конденсаторе. Свойства этого слоя оксида алюминия по сравнению с диэлектрическим слоем пятиокиси тантала приведены в следующей таблице:

Характеристики различных оксидных слоев в алюминиевых, танталовых и ниобиевых электролитических конденсаторах. ^[3]
Анод- материал	Диэлектрик	Окись структура	Родственник диэлектрическая проницаемость	Авария Напряжение (В/мкм)	Электрический слой толщина (нм/В)
Алюминий	Оксид алюминия Al ₂ O ₃	аморфный	9.6	710	1.4
Алюминий	Оксид алюминия Al ₂ O ₃	кристаллический	11.6...14.2 ^[4]	800...1000 ^[5]	1.25...1.0
Тантал	Пятиокись тантала Ta ₂ O ₅	аморфный	27	625	1.6

После формирования диэлектрического оксида на шероховатых анодных структурах противоэлектрод должен соответствовать шероховатой изолирующей оксидной поверхности. Это обеспечивается электролитом, который действует как катодный электрод электролитического конденсатора. Электролиты могут быть «нетвердыми» (влажными, жидкими) и «твердыми». Нетвердые электролиты, как жидкая среда, имеющая ионную проводимость , обусловленную движущимися ионами, относительно нечувствительны к скачкам напряжения или скачкам тока. Твердые электролиты обладают электронной проводимостью , что делает твердоэлектролитические конденсаторы чувствительными к скачкам напряжения или скачкам тока.

Анодно-генерируемый изолирующий оксидный слой разрушается при изменении полярности приложенного напряжения.

Каждый электролитический конденсатор в принципе представляет собой «пластинчатый конденсатор», емкость которого тем больше, чем больше площадь электрода A и диэлектрическая проницаемость ε, а также чем тоньше толщина (d) диэлектрика.

C=\varepsilon \cdot {\frac {A}{d}}

Емкость пропорциональна произведению площади одной пластины на диэлектрическую проницаемость, деленную на толщину диэлектрика.

Электролитические конденсаторы достигают своих больших значений емкости за счет большой площади и небольшой толщины диэлектрика. Толщина диэлектрика электролитических конденсаторов очень мала, в диапазоне нанометров на вольт, но сила напряжения этих оксидных слоев довольно высока. Все травленные или спеченные аноды имеют гораздо большую поверхность по сравнению с гладкой поверхностью той же площади. Это увеличивает значение емкости до 200 раз для алюминиевых электролитических конденсаторов. ^[6]^[7]

Конструкция нетвердых алюминиевых электролитических конденсаторов.

Базовая конструкция алюминиевых электролитических конденсаторов с нетвердыми электролитами.
Открытая обмотка конденсатора с несколькими соединенными фольгами
Крупный план конструкции алюминиевого электролитического конденсатора: анодная фольга конденсатора с оксидным слоем, бумажная прокладка, пропитанная электролитом, и катодная фольга.
Конструкция типичного несимметричного алюминиевого электролитического конденсатора с нетвердым электролитом.

Алюминиевый электролитический конденсатор с нетвердым электролитом всегда состоит из двух алюминиевых фольг, разделенных механически прокладкой, чаще всего бумажной, пропитанной жидким или гелеобразным электролитом. Одну из алюминиевых фольг, анод, травят (придают шероховатость) для увеличения поверхности и окисляют (формуют). Вторая алюминиевая фольга, называемая «катодной фольгой», служит для установления электрического контакта с электролитом. Бумажная прокладка механически разделяет фольгу, чтобы избежать прямого контакта с металлом. Обе фольги и прокладка намотаны, а обмотка пропитана жидким электролитом. Электролит, служащий катодом конденсатора, прекрасно покрывает вытравленную шероховатую структуру оксидного слоя на аноде и делает увеличенную поверхность анода эффективной. После пропитки пропитанная обмотка монтируется в алюминиевый корпус и герметизируется.

По конструкции нетвердый алюминиевый электролитический конденсатор имеет вторую алюминиевую фольгу, так называемую катодную фольгу, для контакта с электролитом. Такая структура алюминиевого электролитического конденсатора дает характерный результат, поскольку вторая алюминиевая (катодная) фольга также покрыта изолирующим оксидным слоем, естественным образом образованным воздухом. Поэтому конструкция электролитического конденсатора состоит из двух одиночных последовательно соединенных конденсаторов с емкостью С _А анода и емкостью С _К катода. Полная емкость конденсатора C _e-cap получается таким образом по формуле последовательного соединения двух конденсаторов:

C_{e-cap}={\frac {C_{A}\cdot C_{K}}{C_{A}+C_{K}}}

Отсюда следует, что общая емкость конденсатора C _e-cap в основном определяется анодной емкостью CA _, катодная емкость C _K очень велика по сравнению с анодной емкостью _CA. когда Это требование предъявляется, когда катодная емкость C _K примерно в 10 раз превышает анодную емкость C _A . Этого можно легко достичь, поскольку слой естественного оксида на поверхности катода выдерживает напряжение около 1,5 В и поэтому очень тонкий.

Сравнение нетвердых и твердых типов

Хотя настоящая статья по существу относится только к алюминиевым электролитическим конденсаторам с нетвердым электролитом, здесь дан обзор различных типов алюминиевых электролитических конденсаторов, чтобы подчеркнуть различия. Алюминиевые электролитические конденсаторы делятся на два подтипа в зависимости от того, используют ли они системы с жидким или твердым электролитом. Поскольку различные электролитные системы могут быть изготовлены из самых разных материалов, они включают дополнительные подтипы.

Алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом
- можно использовать жидкий электролит на основе этиленгликоля и борной кислоты , так называемые электролиты «бура», или
- на основе органических растворителей, таких как ДМФ , ДМА , ГБЛ или
- на основе растворителей с высоким содержанием воды, для так называемых конденсаторов с «низким импедансом», «низким ESR» или «высоким пульсирующим током».
Алюминиевые электролитические конденсаторы с твердым электролитом
- иметь твердый электролит из диоксида марганца, см. твердотельный алюминиевый конденсатор (SAL) или
- твердый полимерный электролит, см. полимерно-алюминиевый электролитический конденсатор , или
- гибридные электролиты, содержащие как твердый полимер, так и жидкость, см. также полимерный алюминиевый электролитический конденсатор.

Принципиальные конструктивные различия различных подтипов алюминиевых электролитических конденсаторов
Al-e-cap с нетвердым электролитом
Al-e-cap с твердым электролитом из оксида марганца, соединение катода графит/серебро
Al-e-cap с полимерным электролитом
Al-e-cap с полимерным электролитом, соединение графит/серебро катода
Al-e-cap с полимером и нетвердым электролитом (гибридный полимер)

Описание материалов

1: Анодная фольга, 2: Анодный оксидный слой (диэлектрик), 3: Катодная фольга, 4: Катодный оксидный слой, 5: Нетвердый электролит, 6: Бумажная прокладка, пропитанная электролитом, нетвердым или полимерным, 7: Проводящий полимер, 8: оксид марганца (MnO ₂ ), 9: графит, 10: серебро

В следующей таблице представлен обзор основных характеристик различных типов алюминиевых электролитических конденсаторов.

Сравнение параметров различных типов алюминиевых электролитических конденсаторов
Электролит	Емкость диапазон	Рейтинг Напряжение диапазон	Типичный СОЭ ¹⁾ 100 кГц, 20 °С	Типичная пульсация текущий ¹⁾ 100 кГц, 105 °С	Ток утечки ¹⁾ через 2 минуты при 10 В
Нетвердая бура или органическая	0,1 мкФ–2,7 Ф	4–630 V	800 мОм	130 мА	< 10 мкА
Нетвердый на водной основе	1–18000 мкФ	4–100 V	360 мОм	240 мА	10 мкА
Твердый диоксид марганца	0,1–1500 мкФ	6.3–40 V ^[8]	400 мОм	620 мА	12 мкА
Твердый проводящий полимер	2,2–2700 мкФ	2–125 V ^[9]	25 мОм	2,5 А	240 мкА
Твердые и нетвердые гибридный электролит	6,8–1000 мкФ	6.3–125 V ^[10]	40 мОм	1,5 А	100 мкА

¹⁾ Значения для типового конденсатора 100 мкФ/10–16 В.

Алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом являются наиболее известными и наиболее широко используемыми электролитическими конденсаторами. Эти компоненты можно встретить практически на всех платах электронного оборудования. Они характеризуются особенно недорогими и простыми в обработке базовыми материалами.

Алюминиевые конденсаторы с жидкими электролитами на основе буры или органических растворителей имеют большой ассортимент типов и номиналов. Конденсаторы с электролитами на водной основе часто встречаются в цифровых устройствах массового производства. Типы с твердым электролитом из диоксида марганца в прошлом служили «заменой тантала». Полимерно-алюминиевые электролитические конденсаторы с твердыми проводящими полимерными электролитами становятся все более важными, особенно в устройствах плоской конструкции, таких как планшетные ПК и плоские дисплеи. Электролитические конденсаторы с гибридными электролитами относительно новы на рынке. В своей гибридной системе электролита они сочетают улучшенную проводимость полимера с преимуществом жидких электролитов для улучшения свойств самовосстановления оксидного слоя, так что конденсаторы обладают преимуществами как низкого ESR, так и низкого тока утечки.

Материалы

Анод

Ультратонкое поперечное сечение вытравленной поры в анодной фольге низкого напряжения, 100 000-кратное увеличение, светло-серый: алюминий, темно-серый: аморфный оксид алюминия, белый: пора, в которой активен электролит.

Основным материалом анода алюминиевых электролитических конденсаторов является фольга толщиной ~ 20–100 мкм, изготовленная из алюминия высокой чистоты не менее 99,99%. ^[7]^[11] Его травят (придают шероховатость) электрохимическим процессом для увеличения эффективной поверхности электрода. ^[12] Травлением поверхности анода в зависимости от требуемого номинального напряжения можно увеличить площадь поверхности примерно в 200 раз по отношению к гладкой поверхности. ^[7]

После травления алюминиевого анода шероховатая поверхность «анодно оксидируется» или «формируется». Таким образом, электроизолирующий оксидный слой Al ₂ O ₃ формируется на поверхности алюминия путем приложения тока правильной полярности, если его поместить в электролитическую ванну. Этот оксидный слой является диэлектриком конденсатора.

Этот процесс образования оксидов осуществляется в две стадии реакции, при этом кислород для этой реакции должен поступать из электролита. ^[13] Сначала сильно экзотермическая реакция превращает металлический алюминий (Al) в гидроксид алюминия Al(OH) ₃ :

2 Al + 6 H ₂ O → 2 Al(OH) ₃ + 3 H ₂ ↑

Эта реакция ускоряется сильным электрическим полем и высокими температурами и сопровождается повышением давления в корпусе конденсатора, вызванным выделившимся газообразным водородом . Гелеобразный гидроксид алюминия Al(OH) ₃ , также называемый тригидратом оксида алюминия (ATH), превращается на второй стадии реакции (обычно медленно, в течение нескольких часов при комнатной температуре, быстрее, в течение нескольких минут при более высоких температурах) в алюминий. оксид , Al ₂ O ₃ :

2 Al(OH) ₃ → 2 AlO(OH) + 2 H ₂ O → Al ₂ O ₃ + 3 H ₂ O

Оксид алюминия служит диэлектриком, а также защищает металлический алюминий от агрессивных химических реакций электролита. Однако преобразованный слой оксида алюминия обычно не является однородным. Он образует сложный многослойный структурированный ламинат аморфного, кристаллического и пористо-кристаллического оксида алюминия, покрытый преимущественно небольшими остаточными частями непревращенного гидроксида алюминия. По этой причине при формировании анодной фольги оксидная пленка структурируется посредством специальной химической обработки так, что образуется либо аморфный оксид, либо кристаллический оксид. Разновидность аморфного оксида обеспечивает более высокую механическую и физическую стабильность и меньшее количество дефектов, тем самым увеличивая долговременную стабильность и снижая ток утечки.

Аморфный оксид имеет диэлектрический коэффициент ~ 1,4 нм/В. По сравнению с кристаллическим оксидом алюминия, диэлектрический коэффициент которого составляет ~ 1,0 нм/В, аморфная разновидность имеет емкость на 40% ниже на той же поверхности анода. ^[3] Недостатком кристаллического оксида является его более высокая чувствительность к растягивающим напряжениям, что может привести к образованию микротрещин при воздействии механических (намотка) или термических (пайка) воздействий во время процессов постформирования.

Различные свойства оксидных структур влияют на последующие характеристики электролитических конденсаторов. Анодная фольга с аморфным оксидом в основном используется для электролитических конденсаторов со стабильными долговечными характеристиками, для конденсаторов с низкими значениями тока утечки и для электронных конденсаторов с номинальным напряжением примерно до 100 Вольт. Конденсаторы с более высоким напряжением, например фотовспышечные конденсаторы, обычно содержащие анодную фольгу с кристаллическим оксидом. ^[14]

Поскольку толщина эффективного диэлектрика пропорциональна формирующему напряжению, толщину диэлектрика можно адаптировать к номинальному напряжению конденсатора. Например, для типов низкого напряжения электролитический конденсатор на 10 В имеет толщину диэлектрика всего около 0,014 мкм, электролитический конденсатор на 100 В — всего около 0,14 мкм. Таким образом, диэлектрическая прочность также влияет на размер конденсатора. Однако из-за стандартизированных запасов прочности фактическое формирующее напряжение электролитических конденсаторов выше номинального напряжения компонента.

Алюминиевая анодная фольга изготавливается в виде так называемых «маточных рулонов» шириной около 500 мм. Они предварительно формируются для желаемого номинального напряжения и с желаемой структурой оксидного слоя. Для изготовления конденсаторов необходимо отрезать анод по ширине и длине, необходимым для конденсатора, из исходного рулона. ^[15]

катод

Вторая алюминиевая фольга в электролитическом конденсаторе, называемая «катодной фольгой», служит для установления электрического контакта с электролитом. Эта фольга имеет несколько меньшую степень чистоты, около 99,8%. Он всегда снабжен очень тонким оксидным слоем, который возникает в результате естественного контакта поверхности алюминия с воздухом. Чтобы уменьшить контактное сопротивление с электролитом и затруднить образование оксидов во время разряда, катодную фольгу легируют такими металлами, как медь , кремний или титан . Катодную фольгу также травят для увеличения поверхности.

Однако из-за чрезвычайно тонкого оксидного слоя, который соответствует напряжению около 1,5 В, их удельная емкость намного выше, чем у анодной фольги. ^[7] Чтобы обосновать необходимость большой поверхностной емкости катодной фольги, см. раздел о стабильности заряда/разряда ниже.

Катодная фольга, как и анодная, изготавливается в виде так называемых «материнских рулонов», от которых отрезают необходимую ширину и длину для производства конденсаторов.

Электролит

Электролитический конденсатор получил свое название от электролита — проводящей жидкости внутри конденсатора. В жидком виде он может быть адаптирован к пористой структуре анода и выращенному оксидному слою той же формы, что и катод, изготовленный по индивидуальному заказу. Электролит всегда состоит из смеси растворителей и добавок, отвечающих заданным требованиям. Основным электрическим свойством электролита является его проводимость, которая физически представляет собой ионную проводимость в жидкостях. Помимо хорошей проводимости рабочих электролитов, к другим требованиям относятся, среди прочего, химическая стабильность, высокая температура вспышки , химическая совместимость с алюминием, низкая вязкость , минимальное негативное воздействие на окружающую среду и низкая стоимость. Электролит также должен обеспечивать кислород для процессов формовки и самовосстановления, и все это в максимально широком диапазоне температур. Такое разнообразие требований к жидкому электролиту приводит к появлению широкого спектра запатентованных решений. ^[16]^[17]

Электролитические системы, используемые сегодня, можно условно разделить на три основные группы:

Электролиты на основе этиленгликоля и борной кислоты. В этих так называемых гликолевых или бурных электролитах происходит нежелательная химическая реакция кристаллизации воды по схеме: «кислота + спирт» дает «эфир + вода». Эти электролиты с бурой представляют собой стандартные электролиты, давно используемые и с содержанием воды от 5 до 20%. Они работают при максимальной температуре 85 °C или 105 °C во всем диапазоне напряжений до 600 В. Даже при использовании этих конденсаторов агрессивность воды должна предотвращаться соответствующими мерами. ^[18]
Практически безводные электролиты на основе органических растворителей, таких как диметилформамид (ДМФ), диметилацетамид (ДМА) или γ-бутиролактон (ГБЛ). Эти конденсаторы с электролитами на основе органических растворителей подходят для диапазонов температур от 105 °C, 125 °C или 150 °C, имеют низкие значения тока утечки и очень хорошие долговременные характеристики конденсатора.
Электролиты на водной основе с высоким содержанием воды, до 70% воды для так называемых электролитических конденсаторов с «низким сопротивлением», «низким ESR» или «высоким пульсирующим током» с номинальным напряжением до 100 В. ^[19] для недорогих приложений массового рынка. Агрессию воды к алюминию необходимо предотвратить с помощью подходящих добавок. ^[20]

Поскольку количество жидкого электролита во время работы конденсаторов со временем уменьшается за счет самовосстановления и диффузии через уплотнение, электрические параметры конденсаторов могут ухудшиться, ограничивая срок службы или срок службы «мокрых» электролитических конденсаторов. , см. раздел о сроке службы ниже.

Сепаратор

Анодная и катодная фольги должны быть защищены от прямого контакта друг с другом, поскольку такой контакт даже при относительно низких напряжениях может привести к короткому замыканию. При прямом контакте обеих фольг оксидный слой на поверхности анода не обеспечивает защиты. Прокладка или разделитель из специальной высокоабсорбирующей бумаги высокой чистоты защищает две металлические фольги от прямого контакта. Эта конденсаторная бумага также служит резервуаром для электролита, продлевая срок службы конденсатора.

Толщина проставки зависит от номинального напряжения электролитического конденсатора. Оно составляет до 100 В в диапазоне от 30 до 75 мкм. ^[21] Для более высоких напряжений используются несколько слоев бумаги (дуплексная бумага) для повышения пробойной прочности.

Инкапсуляция

Вид трех различных отпечатанных заранее определенных точек разрыва (вентиляций сброса давления) на нижней части корпусов радиальных электролитических конденсаторов.

Герметизация алюминиевых электролитических конденсаторов также изготавливается из алюминия во избежание гальванических реакций, обычно в алюминиевом корпусе (банка, ванна). У радиальных электролитических конденсаторов он подключается через электролит с неопределенным сопротивлением к катоду (земле). Однако для осевых электролитических конденсаторов корпус специально разработан с прямым контактом с катодом.

В случае неисправности, перегрузки или неправильной полярности работы внутри корпуса электролитического конденсатора может возникнуть значительное давление газа. Баки предназначены для открытия клапана сброса давления и выпуска газа под высоким давлением, включая части электролита. Это вентиляционное отверстие защищает от разрыва, взрыва или вылета металлической ванны.

В корпусах меньшего размера вентиляционное отверстие для сброса давления вырезано в нижней части или в выемке бака. Конденсаторы большего размера, такие как конденсаторы с винтовыми зажимами, имеют запираемый клапан избыточного давления и должны устанавливаться в вертикальном положении.

Уплотнение

Уплотнительные материалы алюминиевых электролитических конденсаторов зависят от типа. Для более крупных конденсаторов с винтовыми клеммами и защелками уплотнительная шайба изготавливается из пластика. Осевые электролитические конденсаторы обычно имеют уплотнительную шайбу из фенольной смолы, ламинированную слоем резины. В радиальных электролитических конденсаторах используется резиновая пробка очень плотной структуры. Все уплотнительные материалы должны быть инертны по отношению к химическим компонентам электролита и не должны содержать растворимых соединений, которые могут привести к загрязнению электролита. Во избежание утечек электролит не должен быть агрессивным по отношению к уплотняющему материалу.

Производство

Технологическая схема производства радиальных алюминиевых электролитических конденсаторов с нетвердым электролитом

Производственный процесс начинается с исходных рулонов. Сначала протравленная, приданная шероховатость и предварительно сформированная анодная фольга на исходном рулоне, а также разделительная бумага и катодная фольга обрезаются до необходимой ширины. ^[11]^[12] Фольга подается на автоматическую намоточную машину, которая формирует намотанный участок в ходе последовательной операции, состоящей из трех последовательных этапов: сварки концов, намотки и обрезки по длине. На следующем этапе изготовления намотанный участок, закрепленный на выводных клеммах, пропитывается электролитом под вакуумной пропиткой. Пропитанная обмотка затем помещается в алюминиевый корпус, снабженный резиновым уплотнительным диском, и механически герметично герметизируется путем скручивания. После этого конденсатор снабжают изолирующей термоусадочной пленкой. Этот оптически готовый конденсатор затем подвергается контакту при номинальном напряжении в высокотемпературном устройстве постформирования для устранения всех диэлектрических дефектов, возникших в результате процедуры резки и намотки. После постформирования происходит 100% окончательное измерение емкости, тока утечки и импеданса. Тейпирование завершает производственный процесс; Конденсаторы готовы к поставке.

Стили

Различные стили нетвердых алюминиевых электролитических конденсаторов

Алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом доступны в разных стилях, см. изображения выше слева направо:

SMD (V-chip) для поверхностного монтажа на печатных платах или подложках.
Радиальные выводы (односторонние) для вертикального монтажа на печатных платах
Осевые выводы для горизонтального монтажа THT на печатных платах
Радиальные штыревые клеммы (защелкивающиеся) для силовых приложений
Большие винтовые клеммы для силовых приложений

История

Вид на анод «мокрого» алюминиевого электролитического конденсатора, Bell System Technique, 1929 г.

В 1875 году французский исследователь Эжен Дюкрете обнаружил, что некоторые «клапанные металлы» (алюминий и другие) могут образовывать оксидный слой, который блокирует протекание электрического тока в одном направлении, но позволяет ему течь в обратном направлении.

Кароль Поллак , производитель аккумуляторов, обнаружил, что оксидный слой на алюминиевом аноде оставался стабильным в нейтральном или щелочном электролите даже при отключении питания. В 1896 году он получил патент на электрический жидкостный конденсатор с алюминиевыми электродами (de: Elektrischer Flussigkeitskondensator mit Aluminiumelektroden ), основанный на идее использования оксидного слоя в поляризованном конденсаторе в сочетании с нейтральным или слабощелочным электролитом. ^[22]

Первые электролитические конденсаторы, реализованные в промышленном масштабе, представляли собой металлическую коробку, используемую в качестве катода, заполненную растворенным в воде электролитом из буры , в которую была вставлена сложенная алюминиевая анодная пластина. При подаче постоянного напряжения извне на поверхности анода формировался оксидный слой. Преимущество этих конденсаторов заключалось в том, что они были значительно меньше и дешевле всех других конденсаторов того времени с точки зрения реализованной емкости. Эта конструкция с различными типами конструкции анода, но с корпусом в качестве катода и контейнером в качестве электролита, использовалась до 1930-х годов и называлась «мокрым» электролитическим конденсатором из-за высокого содержания воды.

Первое широкое применение мокрых алюминиевых электролитических конденсаторов было на крупных телефонных станциях для уменьшения хэш-шума (шума) реле в источнике питания постоянного тока на 48 В. Развитие бытовых радиоприемников, работающих на переменном токе, в конце 1920-х годов создало спрос на конденсаторы большой (для того времени) и высоковольтные конденсаторы для ламповых усилителей , обычно емкостью не менее 4 микрофарад и рассчитанными на напряжение около 500 вольт постоянного тока. из вощеной бумаги и промасленной шелковой Конденсаторы пленки были доступны, но устройства с такой емкостью и номинальным напряжением были громоздкими и непомерно дорогими.

Предок современного электролитического конденсатора был запатентован Самуэлем Рубеном в 1925 году. ^[23]^[24] который объединился с Филипом Мэллори , основателем компании по производству аккумуляторов, которая сейчас известна как Duracell International . Идея Рубена заключалась в многослойной конструкции конденсатора из серебряной слюды . Он ввел отдельную вторую фольгу для контакта с электролитом рядом с анодной фольгой вместо использования заполненного электролитом контейнера в качестве катода конденсатора. Уложенная стопкой вторая фольга получила собственную клемму в дополнение к анодной клемме, и контейнер больше не выполнял электрических функций. Этот тип электролитических конденсаторов с одной анодной фольгой, отделенной от катодной фольги жидким или гелеобразным электролитом неводной природы, который поэтому является сухим в смысле очень низкого содержания воды, стал известен как «сухой конденсатор». «Тип электролитического конденсатора. ^[25] Это изобретение, вместе с изобретением в 1927 году намотанной фольги, разделенной бумажной прокладкой, А. Эккелем, Hydra-Werke (Германия), ^[26] значительно уменьшили размер и цену, что помогло сделать новые радиоприемники доступными для более широкой группы клиентов. ^[25]

Уильям Дюбилье , чей первый патент на электролитические конденсаторы был подан в 1928 году, ^[27] реализовал новые идеи электролитических конденсаторов и начал крупномасштабное коммерческое производство в 1931 году на заводе Cornell-Dubilier (CD) в Плейнфилде, штат Нью-Джерси. ^[25] В то же время в Берлине (Германия) компания Hydra-Werke, входящая в состав AEG , начала производство электролитических конденсаторов в больших количествах.

Уже в своей патентной заявке 1886 года Поллак писал, что емкость конденсатора увеличивается, если поверхность анодной фольги сделать шероховатой. С тех пор был разработан ряд методов придания шероховатости поверхности анода, механических методов, таких как пескоструйная обработка или царапание, а также химического травления кислотами и кислыми солями, вызываемыми большими токами. ^[28] Некоторые из этих методов были разработаны на заводе по производству компакт-дисков в период с 1931 по 1938 год. Сегодня (2014 г.) электрохимическое травление фольги низкого напряжения позволяет добиться увеличения площади поверхности до 200 раз по сравнению с гладкой поверхностью. ^[6]^[7] Прогресс, связанный с процессом травления, является причиной продолжающегося уменьшения размеров алюминиевых электролитических конденсаторов на протяжении последних десятилетий.

Миниатюризация алюминиевых электролитических конденсаторов с 1960 по 2005 год в корпусе 10х16 мм до десятикратного коэффициента.

Период после Второй мировой войны связан с быстрым развитием радио- и телевизионных технологий, а также промышленного применения, что оказало большое влияние на объемы производства, а также на стили, размеры и диверсификацию серий электролитических конденсаторов. Новые электролиты на основе органических жидкостей снизили токи утечки и ESR, расширили температурный диапазон и увеличили срок службы. Коррозионных явлений, вызванных хлором и водой, можно избежать, применяя производственные процессы с более высокой чистотой и используя добавки в электролитах.

Разработка танталовых электролитических конденсаторов в начале 1950-х годов. ^[29]^[30] с диоксидом марганца в качестве твердого электролита, который имеет в 10 раз лучшую проводимость, чем все другие типы нетвердых электролитов, также повлияло на развитие алюминиевых электролитических конденсаторов. первые алюминиевые электролитические конденсаторы с твёрдым электролитом ( Solidалюминиевый конденсатор (SAL) В 1964 году на рынке появились ), разработанные компанией Philips . ^[31]

Десятилетия с 1970 по 1990 год были отмечены разработкой различных новых профессиональных серий алюминиевых электролитических конденсаторов с ф. е. очень низкие токи утечки или с длительным сроком службы или для более высоких температур до 125 °C, которые специально подходят для определенных промышленных применений. ^[32] Большое разнообразие представленных до настоящего времени (2014 г.) многочисленных серий алюминиевых электролитических конденсаторов с нетвердыми электролитами является показателем адаптируемости конденсаторов к различным промышленным требованиям.

добилась дальнейшего снижения ESR В 1983 году компания Sanyo с помощью алюминиевых электролитических конденсаторов OS-CON . В этих конденсаторах в качестве твердого органического проводника используется соль переноса заряда TTF-TCNQ ( тетрацианохинодиметан ), которая обеспечивает улучшение проводимости в 10 раз по сравнению с электролитом из диоксида марганца.

Значения ESR TCNQ-конденсаторов были значительно снижены благодаря открытию проводящих полимеров Аланом Дж. Хигером , Аланом МакДиармидом и Хидеки Сиракавой . ^[33] Проводимость проводящих полимеров, таких как полипиррол [14] или PEDOT ^[34] лучше, чем у TCNQ, в 100–500 раз и близки к проводимости металлов. В 1991 году Panasonic выпустила «SP-Cap». ^[35] полимерный алюминий электролитический конденсатор, в продаже. Эти электролитические конденсаторы с полимерными электролитами достигли достаточно низких значений ESR, чтобы конкурировать с керамическими многослойными конденсаторами (MLCC). Они все еще были дешевле танталовых конденсаторов и вскоре стали использоваться в устройствах с плоской конструкцией, таких как ноутбуки и сотовые телефоны .

Новые электролиты на водной основе разрабатывались в Японии с середины 1980-х годов с целью снижения ESR для недорогих нетвердых электролитических конденсаторов. Вода недорогая, эффективный растворитель электролитов и значительно улучшает проводимость электролита.

Японский производитель Rubycon был лидером в разработке новых систем электролитов на водной основе с повышенной проводимостью в конце 1990-х годов. ^[19] Новая серия нетвердотельных конденсаторов с электролитом на водной основе получила в технических характеристиках название «Низкое ESR», «Низкое сопротивление», «Сверхнизкое сопротивление» или «Серия с высоким пульсирующим током».

С 2000 по 2005 год был украден рецепт такого электролита на водной основе, в котором отсутствовали важные стабилизирующие вещества. ^[18]^[20] ^[36] привело к проблеме массового взрыва конденсаторов в компьютерах и источниках питания, которая стала известна как « Конденсаторная чума ». В этих конденсаторах вода довольно агрессивно и даже бурно реагирует с алюминием, что сопровождается сильным выделением тепла и газов в конденсаторе и часто приводит к взрыву конденсатора.

Электрические параметры

Электрические характеристики конденсаторов согласованы в соответствии с международной общей спецификацией IEC 60384-1. В этом стандарте электрические характеристики конденсаторов описываются идеализированной последовательно-эквивалентной схемой с электрическими компонентами, моделирующими все омические потери, емкостные и индуктивные параметры электролитического конденсатора:

C , емкость конденсатора,
R _ESR , эквивалентное последовательное сопротивление , которое суммирует все омические потери конденсатора, обычно обозначаемое сокращенно «ESR».
L _ESL — эквивалентная последовательная индуктивность , которая представляет собой эффективную собственную индуктивность конденсатора, обычно обозначаемую сокращенно «ESL».
R _утечка , сопротивление , которое представляет ток утечки.

Стандартные значения и допуски емкости

Основной единицей емкости электролитических конденсаторов является микрофарад (мкФ или, точнее, мкФ).

Значение емкости, указанное в технических характеристиках производителя, называется номинальной емкостью C _R или номинальной емкостью C _N и представляет собой значение, на которое рассчитан конденсатор. Стандартизированными условиями измерения электролитических конденсаторов являются измерения переменного тока с напряжением 0,5 В. ^{[ нужны разъяснения ]} при частоте 100/120 Гц и температуре 20 °С. ^{[ нужна ссылка ]}

Величина емкости электролитического конденсатора зависит от частоты измерения и температуры. Значение при частоте измерения 1 кГц примерно на 10% меньше значения 100/120 Гц. Поэтому значения емкости электролитических конденсаторов напрямую не сопоставимы и отличаются от значений емкости пленочных или керамических конденсаторов , емкость которых измеряется на частоте 1 кГц или выше.

Измеренное значение емкости, измеренное методом измерения переменного тока с частотой 100/120 Гц, является ближайшим значением к электрическому заряду, хранящемуся в конденсаторе. Запасенный заряд измеряется специальным методом разряда и называется емкостью постоянного тока . Емкость постоянного тока примерно на 10% выше, чем емкость переменного тока 100/120 Гц. Емкость постоянного тока представляет интерес для разрядных приложений, таких как фотовспышки .

Процент допустимого отклонения измеренной емкости от номинального значения называется допуском емкости. Электролитические конденсаторы доступны в различных сериях допусков, значения которых указаны в серии E , указанной в IEC 60063. Для сокращенной маркировки в ограниченном пространстве буквенный код для каждого допуска указан в IEC 60062.

номинальная емкость, серия Е3 , допуск ±20%, буквенный код «М»
номинальная емкость, серия E6 , допуск ±20%, буквенный код «М»
номинальная емкость, серия Е12 , допуск ±10%, буквенный код «К»

Требуемый допуск емкости определяется конкретным применением. Электролитические конденсаторы, которые часто используются для фильтрации и шунтирования , не требуют узких допусков, поскольку они не используются для приложений с точной частотой, например, для генераторов .

Номинальное и категория напряжения

Соотношение между номинальным напряжением и категорией и номинальной температурой и категорией

В МЭК 60384-1 допустимое рабочее напряжение называется «номинальным напряжением» U _R или «номинальным напряжением» U _N . Номинальное напряжение — это максимальное напряжение постоянного тока или пиковое импульсное напряжение, которое может применяться непрерывно при любой температуре в пределах номинального температурного диапазона.

Устойчивость к напряжению электролитических конденсаторов, которая прямо пропорциональна толщине диэлектрического слоя, ^[6] уменьшается с повышением температуры. Для некоторых применений важно использовать высокий температурный диапазон. Снижение напряжения, приложенного при более высокой температуре, сохраняет запас безопасности. Поэтому для некоторых типов конденсаторов стандарт IEC определяет второе «напряжение пониженной температуры» для более высокого температурного диапазона, «категории напряжения» U _C . Категория напряжения — это максимальное напряжение постоянного тока, пиковое импульсное напряжение или наложенное напряжение переменного тока, которое может непрерывно прикладываться к конденсатору при любой температуре в пределах температурного диапазона категории.

Импульсное напряжение

Алюминиевые электролитические конденсаторы могут кратковременно применяться при перенапряжении, называемом также импульсным напряжением. Импульсное напряжение указывает максимальное значение напряжения в температурном диапазоне, которое можно применять в течение всего срока службы с частотой 1000 циклов (со временем выдержки 30 секунд и паузой 5 минут и 30 секунд в каждом случае), не вызывая каких-либо видимых повреждение конденсатора или изменение емкости более чем на 15%.

Обычно для конденсаторов с номинальным напряжением ≤ 315 Вольт импульсное напряжение в 1,15 раза превышает номинальное напряжение, а для конденсаторов с номинальным напряжением более 315 Вольт импульсное напряжение в 1,10 раза превышает номинальное напряжение.

Переходное напряжение

Алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом относительно нечувствительны к высоким и кратковременным переходным напряжениям, превышающим импульсное напряжение, если частота и энергосодержание переходных процессов невелики. Эта способность зависит от номинального напряжения и размера компонента. Переходные напряжения низкой энергии приводят к ограничению напряжения, аналогичному стабилитрону .

Электрохимические процессы образования оксидов происходят при подаче напряжения правильной полярности и генерируют дополнительный оксид при возникновении переходных процессов. Это образование сопровождается выделением тепла и газообразного водорода. Это допустимо, если энергосодержание переходного процесса невелико. Однако, когда переходное пиковое напряжение вызывает слишком высокую для диэлектрика напряженность электрического поля, это может непосредственно вызвать короткое замыкание. Однозначная и общая спецификация допустимых переходных процессов или пиковых напряжений невозможна. В каждом случае возникновения переходных процессов заявка должна быть тщательно одобрена.

Электролитические конденсаторы с твердым электролитом не могут выдерживать переходные или пиковые напряжения, превышающие импульсное напряжение. Переходные процессы для этого типа электролитического конденсатора могут разрушить компонент.

Обратное напряжение

Электролитические конденсаторы являются поляризованными конденсаторами и обычно требуют, чтобы напряжение анодного электрода было положительным по отношению к напряжению катода. Однако катодная фольга алюминиевых электролитических конденсаторов имеет очень тонкий слой естественного оксида воздуха. Этот оксидный слой выдерживает напряжение примерно от 1 до 1,5 В. ^[37] Следовательно, алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом могут непрерывно выдерживать очень небольшое обратное напряжение. ^[38] и, например, может быть измерено при переменном напряжении около 0,5 В, как указано в соответствующих стандартах. ^{[ нужна ссылка ]}

При обратном напряжении ниже −1,5 В ^[38] при комнатной температуре на катодной алюминиевой фольге начинает образовываться оксидный слой, соответствующий приложенному напряжению. Это связано с выработкой газообразного водорода при повышении давления. При этом в оксидном слое на анодной фольге начинается растворение оксида, что ослабляет устойчивость к напряжению. Теперь вопрос внешней цепи, приводит ли возрастающее давление газа от окисления к разрыву корпуса, или ослабление оксида анода приводит к пробою с коротким замыканием . Если внешняя цепь высокоомная, конденсатор выходит из строя, и вентиляционное отверстие открывается из-за высокого давления газа. Если внешняя цепь низкоомная, более вероятно внутреннее короткое замыкание. В любом случае обратное напряжение ниже -1,5 В при комнатной температуре может привести к катастрофическому выходу компонента из строя из-за пробоя диэлектрика или избыточного давления, что приводит к взрыву конденсатора, часто весьма драматичным образом. Современные электролитические конденсаторы имеют предохранительное вентиляционное отверстие, которое обычно представляет собой либо зазубренную часть корпуса, либо специально разработанное торцевое уплотнение для выпуска горячего газа/жидкости, но разрывы все равно могут быть серьезными.

Чтобы свести к минимуму вероятность неправильной установки поляризованного электролита в цепь, полярность очень четко указана на корпусе, см. раздел «Маркировка полярности».

Доступны специальные биполярные конденсаторы, предназначенные для работы на переменном токе, обычно называемые «биполярными», «неполяризованными» или «NP». В них конденсаторы имеют две анодные фольги противоположной полярности, соединенные последовательно. В каждой из чередующихся половин цикла переменного тока один анод действует как блокирующий диэлектрик, предотвращая повреждение противоположного анода обратным напряжением. Номинальное напряжение не обязательно должно быть симметричным; «полуполярные» конденсаторы могут изготавливаться с разной толщиной оксидного покрытия, поэтому они выдерживают разное напряжение в каждом направлении, ^[38] но эти биполярные электролитические конденсаторы не подходят для основных приложений переменного тока вместо силовых конденсаторов с металлизированной полимерной пленкой или бумажным диэлектриком. ^{[ нужны разъяснения ]}

Импеданс

В общем, конденсатор рассматривается как компонент хранения электрической энергии. Но это только одна функция конденсатора. Конденсатор также может действовать как переменного тока резистор . В частности, алюминиевые электролитические конденсаторы используются во многих приложениях в качестве развязывающих конденсаторов для фильтрации или обхода нежелательных смещенных частот переменного тока на землю или для емкостной связи аудиосигналов переменного тока. Тогда диэлектрик используется только для блокировки постоянного тока. Для таких применений сопротивление переменному току и импеданс так же важны, как и значение емкости.

Импеданс представляет собой векторную сумму реактивного сопротивления и сопротивления ; он описывает разность фаз и соотношение амплитуд между синусоидально изменяющимся напряжением и синусоидально изменяющимся током на заданной частоте в цепи переменного тока. В этом смысле импеданс можно использовать как закон Ома.

Z={\frac {\hat {u}}{\hat {\imath }}}={\frac {U_{\mathrm {eff} }}{I_{\mathrm {eff} }}}.

Другими словами, импеданс представляет собой частотно-зависимое сопротивление переменному току и имеет как величину, так и фазу на определенной частоте.

Типичные кривые импеданса для различных значений емкости в зависимости от частоты, показывающие типичную форму с уменьшением значений импеданса ниже резонанса и увеличением значений выше резонанса. Чем выше емкость, тем ниже резонансная частота.

В технических характеристиках конденсаторов указана только величина импеданса |Z| указывается и записывается просто как «Z». В этом смысле импеданс является мерой способности конденсатора пропускать переменный ток.

Импеданс можно рассчитать, используя идеализированные компоненты последовательно-эквивалентной цепи конденсатора, включая идеальный конденсатор. $\scriptstyle C$ , резистор $\scriptstyle ESR$ , и индуктивность $\scriptstyle ESL$ . В этом случае импеданс на угловой частоте $\omega$ следовательно, определяется геометрическим (сложным) сложением ESR, емкостным реактивным сопротивлением ( Емкость )

X_{C}=-{\frac {1}{\omega C}}

и индуктивным реактивным сопротивлением ( Inductance )

X_{L}=\omega L_{\mathrm {ESL} }

.

Затем $Z$ дается

Z={\sqrt {{ESR}^{2}+(X_{\mathrm {C} }+(-X_{\mathrm {L} }))^{2}}}

.

В частном случае резонанса , когда оба реактивных сопротивления $\scriptstyle X_{C}$ и $\scriptstyle X_{L}$ имеют одинаковое значение ( $\scriptstyle X_{C}=X_{L}$ ), то импеданс определяется только $\scriptstyle ESR$ .

Импеданс, указанный в технических характеристиках различных конденсаторов, часто показывает типичные кривые для разных значений емкости. Импеданс на резонансной частоте определяет наилучшую рабочую точку для цепей связи или развязки. Чем выше емкость, тем ниже рабочий диапазон частот. Благодаря большим значениям емкости алюминиевые электролитические конденсаторы обладают относительно хорошими развязывающими свойствами в нижнем диапазоне частот примерно до 1 МГц или немного больше. Это, а также относительно невысокая цена часто является причиной использования электролитических конденсаторов в стандартных или импульсных источниках питания 50/60 Гц .

СОЭ и коэффициент потерь tan δ

Типичные кривые импеданса и ESR в зависимости от частоты и температуры
Типичное сопротивление и ESR как функция частоты
Типичное сопротивление как функция температуры

Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) суммирует все резистивные потери конденсатора. Это оконечные сопротивления, контактное сопротивление контакта электродов, линейное сопротивление электродов, сопротивление электролита и диэлектрические потери в диэлектрическом оксидном слое. ^[39]

СОЭ зависит от температуры и частоты. Для алюминиевых электролитических конденсаторов с нетвердым электролитом ESR обычно уменьшается с увеличением частоты и температуры. ^[40] ESR влияет на оставшиеся пульсации переменного тока, накладываемые после сглаживания, и может влиять на функциональность схемы. Что касается конденсатора, ESR отвечает за внутреннее выделение тепла, если пульсирующий ток по конденсатору протекает . Это внутреннее тепло сокращает срок службы конденсатора.

Согласно стандарту IEC/EN 60384-1, значения импеданса электролитических конденсаторов измеряются на частоте 10 кГц или 100 кГц, в зависимости от емкости и напряжения конденсатора.

Для алюминиевых электролитических конденсаторов по историческим причинам иногда в соответствующих технических описаниях указывается коэффициент рассеяния tan δ вместо $\scriptstyle ESR$ . Коэффициент рассеяния определяется тангенсом фазового угла между емкостным реактивным сопротивлением $\scriptstyle X_{C}$ минус индуктивное сопротивление $\scriptstyle X_{L}$ и $\scriptstyle ESR$ . Если индуктивность $\scriptstyle ESL$ мал, коэффициент рассеяния для данной частоты можно аппроксимировать как:

\tan \delta ={\mbox{ESR}}\cdot \omega C

Пульсации тока

Пульсации тока — это среднеквадратичное значение наложенного переменного тока любой частоты и любой формы кривой тока для непрерывной работы. Он возникает, например, в источниках питания (в том числе импульсных ) после выпрямления переменного напряжения и протекает в виде смещенного тока заряда и разряда через развязывающий или сглаживающий конденсатор .

Из-за ESR конденсатора пульсирующий ток I _R вызывает потери электрической мощности P _{V el}

P_{Vel}=I_{R}^{2}\cdot \ ESR

что приводит к выделению тепла внутри сердечника обмотки конденсатора.

Это внутренне генерируемое тепло вместе с температурой окружающей среды и, возможно, другими внешними источниками тепла приводит к температуре сердечника конденсатора, самая горячая область которого расположена в обмотке, и имеет разность температур Δ T по сравнению с температурой окружающей среды. Это тепло должно распределяться в виде тепловых потерь P _{V th} по поверхности конденсатора A и термического сопротивления β по отношению к окружающей среде.

P_{Vth}=\Delta T\cdot A\cdot \beta

Термическое сопротивление β зависит от размера корпуса соответствующего конденсатора и, если применимо, от дополнительных условий охлаждения.

Если внутренние потери мощности P _{V el,} рассеиваемые тепловым излучением , конвекцией и теплопроводностью в окружающую среду, соответствуют тепловым потерям P _{V th} , , то дается температурный баланс между температурой конденсатора и температурой окружающей среды. ^[41]

Обычно указанное номинальное значение максимального пульсационного тока в технических характеристиках производителей рассчитывается для нагрева сердечника (ячейки) конденсатора на 10 °C для серии 85 °C, 5 °C для серии 105 °C и 3 °C для серии 125 °C. Серия °С.

Номинальный пульсирующий ток алюминиевых электролитических конденсаторов с нетвердым электролитом соответствует указанному сроку службы серии конденсаторов. Этот ток может постоянно течь по конденсатору до достижения максимальной температуры в течение заданного или расчетного времени. Пульсирующий ток ниже указанного или принудительное охлаждение ^[41] продлить срок службы конденсатора.

Срок службы электролитических конденсаторов с нетвердым электролитом зависит от скорости испарения и, следовательно, от температуры ядра конденсатора. Принудительное охлаждение или специальное расположение конденсатора на печатной плате могут положительно повлиять на срок службы. ^[41]

Пульсации тока указываются как эффективное (RMS) значение при 100 или 120 Гц или 10 кГц при температуре высшей категории. Несинусоидальные пульсации тока необходимо анализировать и разделять на отдельные синусоидальные частоты посредством анализа Фурье и суммировать путем сложения одиночных токов в квадрате. ^[42]

I_{R}={\sqrt {{i_{1}}^{2}+{i_{2}}^{2}+{i_{3}}^{2}+{i_{n}}^{2}}}

В этом же вопросе приходится анализировать периодически возникающие импульсы сильного тока, который может значительно превышать номинальный ток пульсаций.

Потому что СОЭ снижается с ростом частоты. паспортное значение пульсационного тока, указанное для 100/120 Гц, может быть выше на более высоких частотах. В подобных случаях производители указывают поправочные коэффициенты для значений пульсаций тока на более высоких частотах. Например, пульсирующий ток на частоте 10 кГц обычно может быть на 30–40 % выше значения 100/120.

Если пульсирующий ток превышает номинальное значение, соответствующее выделение тепла превышает предел температуры конденсатора и может разрушить внутреннюю структуру (устойчивость к напряжению, точку кипения) конденсаторов. Тогда компоненты имеют тенденцию к короткому замыканию, открытию вентиляционного отверстия или взрыву. Пульсации токов выше номинальных значений возможны только при принудительном охлаждении. ^[41]^[43]

Стабильность заряда/разряда

При разряде направление тока в конденсаторе меняется, катод (-) приобретает анод (+), возникают два внутренних напряжения противоположной полярности. Правило конструкции конденсатора – C _K >> C _A – гарантирует отсутствие постформирования катодной фольги во время разряда.

Алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердыми электролитами всегда содержат, помимо анодной фольги, катодную фольгу, служащую электрическим контактом с электролитом. Эта катодная фольга имеет очень тонкий слой естественного оксида воздушного происхождения, который также действует как диэлектрик. Таким образом, конструкция конденсатора образует последовательную цепь из двух конденсаторов, емкостью анодной фольги C _A и катодной фольги C _K . Как описано выше, емкость конденсатора C _e-cap в основном определяется анодной емкостью C _A , когда катодная емкость C _K примерно в 10 раз превышает анодную емкость C _A .

Алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом обычно можно заряжать до номинального напряжения без ограничения тока. Это свойство является результатом ограниченной подвижности ионов в жидком электролите, что замедляет рост напряжения на диэлектрике и ESR конденсатора.

Во время разряда внутренняя конструкция конденсатора меняет внутреннюю полярность. Катод (-) получает анод (+) и меняет направление тока. На этих электродах возникают два напряжения. В принципе, распределение напряжения по обоим электродам ведет себя как обратное произведение CV каждого электрода.

Правило проектирования высокой емкости катода гарантирует, что напряжение, возникающее на катоде во время разряда, не превышает примерно 1,5 В, что является его естественным доказательством напряжения, возникающего в воздухе. Никакого дальнейшего постформирования катодной фольги не происходит, что может привести к ухудшению емкости. ^[21]^[44] Тогда конденсаторы являются разрядостойкими.

Скачок тока, пиковый или импульсный ток

Небольшие (диаметром <25 мм) алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердыми электролитами обычно можно заряжать до номинального напряжения без каких-либо скачков тока, пиков или ограничений импульсов до пикового значения тока около 50 А. Это свойство является результатом ограниченная подвижность ионов в жидком электролите, замедляющая нарастание напряжения на диэлектрике, и СОЭ конденсатора. Только частота пиков, интегрированных во времени, не должна превышать максимально заданный пульсирующий ток.

Ток утечки

Характерным свойством электролитических конденсаторов является «ток утечки». Этот постоянный ток представлен _{утечкой} резистора R параллельно конденсатору в последовательно-эквивалентной цепи электролитических конденсаторов и протекает при приложении напряжения.

Ток утечки включает в себя все слабые дефекты диэлектрика, вызванные нежелательными химическими процессами и механическими повреждениями, и представляет собой постоянный ток, который может пройти через диэлектрик после подачи напряжения правильной полярности. Это зависит от значения емкости, приложенного напряжения и температуры конденсатора, времени измерения, типа электролита и таких предварительных условий, как время предыдущего хранения без приложенного напряжения или термическое напряжение из-за пайки. (Всем нетвердотельным электролитическим конденсаторам требуется время восстановления в несколько часов после пайки, прежде чем измерять ток утечки. Нетвердокристаллическим конденсаторам требуется время восстановления после пайки оплавлением, составляющее около 24 часов.) Ток утечки снижается путем самостоятельной подачи рабочего напряжения. -лечебные процессы.

Ток утечки падает в первые минуты после подачи постоянного напряжения. За это время слой диэлектрического оксида может устранить все недостатки, создавая новые слои в процессе самовосстановления. Время, необходимое для снижения тока утечки, обычно зависит от типа электролита. Ток утечки твердых электролитов падает значительно быстрее, чем в случае нетвердых электролитов, но остается на несколько более высоком уровне. Мокрые электролитические конденсаторы с электролитами с высоким содержанием воды в первые минуты обычно имеют больший ток утечки, чем с органическим электролитом, но через несколько минут достигают того же уровня. Хотя ток утечки электролитических конденсаторов выше по сравнению с током, протекающим через сопротивление изоляции у керамических или пленочных конденсаторов, саморазряд современных нетвердотельных электролитических конденсаторов может занять несколько недель.

Спецификация тока утечки в _I производителей относится к значению емкости конденсатора C _R , номинальному напряжению UR _{спецификациях} , коэффициенту корреляции и минимальному значению тока. Например,

I_{\mathrm {Leak} }=0{.}01\,\mathrm {{A} \over {V\cdot F}} \cdot U_{\mathrm {R} }\cdot C_{\mathrm {R} }+3\,\mathrm {\mu A}

После измерения в течение 2 или 5 минут, в зависимости от технических характеристик, измеренное значение тока утечки должно быть ниже расчетного значения. Обычно ток утечки всегда тем ниже, чем дольше приложено напряжение на конденсатор. Ток утечки во время работы, например, через один час, является рабочим током утечки. Это значение сильно зависит от характеристик серии производителя. Оно может быть ниже 1/100 указанного значения.

Ток утечки зависит от приложенного напряжения и температуры окружающей среды. Значение при продолжительной работе при температуре 85 °C примерно в четыре раза выше, чем при 20 °C. В противном случае значение составляет примерно половину, что снижает приложенное напряжение до 70% от номинального напряжения. ^[42]

Нетвердые алюминиевые электролитические конденсаторы, которые пропускают ток после времени работы, например, одного часа, остаются на более высоком уровне, чем указано. Чаще всего они имеют внутренние механические повреждения из-за высоких механических напряжений во время монтажа.

Диэлектрическая абсорбция (пропитка)

Диэлектрическая абсорбция возникает, когда конденсатор, который оставался заряженным в течение длительного времени, разряжается лишь частично при кратковременном разряде. Хотя в идеальном конденсаторе после разряда напряжение достигает нуля вольт, реальные конденсаторы развивают небольшое напряжение в результате дипольной разрядки с задержкой по времени, явления, которое также называется диэлектрической релаксацией , «пропитыванием» или «действием батареи».

Значения диэлектрической абсорбции некоторых часто используемых конденсаторов
Тип конденсатора	Диэлектрическое поглощение
Танталовые электролитические конденсаторы с твердым электролитом	от 2 до 3%, ^[45] 10% ^[46]
Алюминиевый электролитический конденсатор с нетвердым электролитом	от 10 до 15%

Диэлектрическая абсорбция может быть проблемой в схемах, использующих очень малые токи в электронных схемах, таких как с большой постоянной времени интеграторы или схемы выборки и хранения . ^[47] Диэлектрическая абсорбция не является проблемой в большинстве случаев применения электролитических конденсаторов в линиях электропитания.

Но особенно для электролитических конденсаторов с высоким номинальным напряжением напряжение на клеммах, создаваемое диэлектрической абсорбцией, может представлять угрозу безопасности для персонала или цепей. Чтобы предотвратить удары током, большинство очень больших конденсаторов поставляются с закорачивающими проводами, которые необходимо удалить перед использованием. ^[48]

Надежность, срок службы и режимы отказа

Надежность (частота отказов)

Кривая ванны с указанием времени «ранних отказов», «случайных отказов» и «отказов из-за износа». Время случайных отказов представляет собой время постоянной интенсивности отказов и соответствует сроку службы нетвердотельных электролитических конденсаторов.

Прогноз надежности алюминиевых электролитических конденсаторов обычно выражается как частота отказов λ, сокращенно FIT (отказы во времени). Это мера количества отказов в единицу часа во время постоянных случайных отказов кривой ванны . Плоская часть кривой ванны соответствует расчетному сроку службы или сроку службы нетвердотельных электролитических конденсаторов. Интенсивность отказов используется для расчета вероятности выживания в течение желаемого срока службы электронной схемы в сочетании с другими участвующими компонентами.

FIT – это количество отказов, которое можно ожидать в одном миллиарде (10 ⁹) количество часов работы компонентов при фиксированных рабочих условиях (например, 1000 компонентов на 1 миллион часов или 1 миллион компонентов на 1000 часов) (1 ppm /1000 часов) каждого в период постоянных случайных отказов. Эта модель интенсивности отказов неявно предполагает идею «случайного отказа». Отдельные компоненты выходят из строя в случайное время, но с предсказуемой скоростью. Отказами являются короткие замыкания, обрывы и деградационные отказы (превышение установленных пределов электрических параметров).

Обратное значение FIT — это MTBF, среднее время между отказами .

Стандартные условия эксплуатации для интенсивности отказов FIT составляют 40 °C и 0,5 U _R . Для других условий приложенного напряжения, токовой нагрузки, температуры, значения емкости, сопротивления цепи (для танталовых конденсаторов), механических воздействий и влажности значение FIT может быть пересчитано с использованием коэффициентов ускорения, стандартизированных для промышленного применения. ^[49] или военный ^[50] контексты. Чем выше температура и приложенное напряжение, тем выше интенсивность отказов.

Полезно знать, что для конденсаторов с твердыми электролитами интенсивность отказов часто выражается в процентах вышедших из строя компонентов на тысячу часов (n %/1000 ч) и указывается при нормальных условиях 85 °C и номинальном напряжении _UR . То есть «n» количества вышедших из строя компонентов на 10 ⁵ часов, или в FIT десятитысячнократная стоимость за 10 ⁹ часов, но для других эталонных условий. Для этих других условий показатель «%I1000 ч» может быть пересчитан с использованием коэффициентов ускорения, стандартизированных для промышленных предприятий. ^[49] или военный ^[50] контексты.

Большинство современных алюминиевых электролитических конденсаторов с нетвердыми электролитами в настоящее время представляют собой очень надежные компоненты с очень низкой интенсивностью отказов и прогнозируемым сроком службы в несколько десятилетий при нормальных условиях. Лучше всего, чтобы электролитические конденсаторы прошли этап постформирования после производства, аналогичный « обжигу », чтобы исключить ранние отказы во время производства. Значения FIT, указанные в технических характеристиках, рассчитаны на основе многолетнего опыта производителем на основе результатов испытаний на срок службы. Типичные эталонные значения частоты отказов для алюминиевых электролитических конденсаторов с нетвердыми электролитами указаны для типов низкого напряжения (6,3–160 В). Коэффициенты FIT находятся в диапазоне от 1 до 20 FIT. ^[51] а для типов высокого напряжения (> 160–550 В) коэффициенты FIT находятся в диапазоне от 20 до 200 FIT. ^[52] Интенсивность отказов поля для алюминиевых конденсаторов находится в диапазоне от 0,5 до 20 FIT. ^[52]

Данные для спецификации «интенсивность отказов» основаны на результатах испытаний на долговечность (испытаний на долговечность). Кроме того, иногда указывается «коэффициент отказов поля». Эти цифры получены от крупных клиентов, которые заметили сбои в работе своих приложений. Интенсивность отказов поля может иметь гораздо более низкие значения. Для алюминиевых электролитических конденсаторов они находятся в пределах от 0,5 до 20 FIT. Значения интенсивности отказов поля соответствуют обычным порядкам величин для электронных компонентов.

Срок службы, срок службы

Электрические характеристики электролитических конденсаторов с нетвердыми электролитами со временем изменяются из-за испарения электролита. Достижение заданных пределов электрических параметров конденсаторов считается «износом». На графике показано такое поведение при испытании на долговечность в течение 2000 часов при температуре 105 °C.

Алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердыми электролитами занимают исключительное положение среди электронных компонентов, поскольку в них в качестве жидкого ингредиента используется электролит. Жидкий электролит определяет поведение электролитических конденсаторов в зависимости от времени. Они стареют со временем по мере испарения электролита. Это также означает, что с повышением температуры наблюдается резкое снижение срока службы. Как правило, каждые 10 градусов подъема сокращают срок службы вдвое. Это очень медленное высыхание электролита зависит от последовательной конструкции, температуры окружающей среды, напряжения и нагрузки по току пульсаций. Уменьшение количества электролита с течением времени влияет на емкость, полное сопротивление и ESR конденсаторов. Емкость уменьшается, а импеданс и СОЭ увеличиваются с уменьшением количества электролита. Ток утечки уменьшается, поскольку все слабые места устраняются после длительного времени формования. В отличие от электролитических конденсаторов с твердыми электролитами, «мокрые» электролитические конденсаторы имеют «конец срока службы», когда компоненты достигают заданных максимальных изменений емкости, импеданса или ESR. Период времени до «окончания срока службы» называется «сроком службы», «сроком полезного использования», «сроком эксплуатации» или «сроком службы». Он представляет собой время постоянной интенсивности отказов на кривой интенсивности отказов ванны.

При нормальных условиях окружающей среды срок службы электролитических конденсаторов может превышать 15 лет, но этот срок может быть ограничен в зависимости от деградации резиновой пробки (которая обычно не подвергается старению во время испытаний на срок службы). Этот рейтинг проверен с помощью теста на ускоренное старение , называемого «испытанием на долговечность» в соответствии со стандартом IEC 60384-4-1, с номинальным напряжением при температуре высшей категории. ^[53] Одной из проблем этого теста на старение является время, необходимое для получения каких-либо значимых результатов. В ответ на требования длительного срока службы, высоких температурных характеристик в автомобильной и экологически чистой энергетике (солнечные микровинвертеры, светодиоды, ветряные турбины и т. д.) некоторые конденсаторы требуют более чем годичных испытаний (10 000 часов), прежде чем они смогут быть сертифицированы. Из-за этого ограничения растет интерес к методологиям. ^[54] ускорить испытание таким образом, чтобы при этом получить значимые результаты.

На графике справа показано поведение электрических параметров алюминиевых электролитических конденсаторов с нетвердыми электролитами из-за испарения электролита в ходе 2000-часового испытания на долговечность при температуре 105 °C. Процесс высыхания можно обнаружить и по потере веса.

После этого ресурсного испытания заданными пределами параметров для прохождения испытания являются, с одной стороны, отсутствие полных отказов (короткое замыкание, обрыв цепи), а с другой стороны, не доведение до разрушения, снижение емкости более чем на 30% и увеличение ESR, импеданса или коэффициента потерь более чем в 3 раза по сравнению с исходным значением. Параметры испытуемого компонента, выходящие за эти пределы, могут быть расценены как свидетельство деградационного отказа.

Время и температура испытания зависят от серии испытаний. По этой причине в паспортах производителей имеется множество различных характеристик срока службы, которые даны в виде указания времени/температуры, например: 2000 ч/85 °C, 2000 ч/105 °C, 5000 ч/ 105°С, 2000 ч/125°С. Эти цифры указывают минимальный срок службы конденсаторов серии при максимальной температуре и приложенном номинальном напряжении.

Что касается испытаний на долговечность, эта спецификация не включает нагрузку конденсаторов номинальным значением пульсирующего тока. А вот дополнительное внутреннее тепло от 3 до 10 К, в зависимости от серии, которое генерирует пульсирующий ток, обычно учитывается производителем из соображений безопасности при интерпретации результатов его ресурсных испытаний. Испытание с реальным приложенным пульсирующим током доступно любому производителю.

Срок службы конденсатора для разных условий эксплуатации можно оценить по специальным формулам или графикам, указанным в паспортах серьезных производителей. Они используют разные способы достижения спецификации; некоторые предоставляют специальные формулы, ^[55]^[56]^[57] другие уточняют расчет срока службы конденсаторов с помощью графиков, учитывающих влияние приложенного напряжения. ^[41]^[58]^[59] Основным принципом расчета времени в эксплуатационных условиях является так называемое «правило 10 градусов». ^[60]^[61]^[62]

Это правило также известно как правило Аррениуса . Он характеризует изменение скорости термической реакции. На каждые 10°C понижения температуры испарение сокращается вдвое. Это означает, что на каждые 10 °C ниже температуры срок службы конденсаторов удваивается.

L_{x}=L_{\text{Spec}}\cdot 2^{\frac {T_{0}-T_{A}}{10}}

L _x = оцениваемый срок службы
L _Spec = указанный срок службы (срок службы, срок службы, срок службы)
T ₀ = температура высшей категории (°C)
T _A = температура (°C) корпуса или температура окружающей среды рядом с конденсатором.

Если срок службы электролитического конденсатора составляет, например, 2000 часов при 105 °C, срок службы конденсатора при 45 °C можно «рассчитать» как 128 000 часов — примерно 15 лет — с использованием правила 10 градусов. Хотя результат более длительного срока службы при более низких температурах получается в результате математических расчетов, результат всегда представляет собой оценку ожидаемого поведения группы аналогичных компонентов.

Срок службы электролитических конденсаторов с нетвердыми электролитами зависит от скорости испарения и, следовательно, от температуры ядра конденсатора. С другой стороны, температура ядра зависит от нагрузки по пульсирующему току. Использование правила 10 градусов для температуры корпуса конденсатора дает хороший подход к условиям эксплуатации. В случае более высоких пульсаций тока на срок службы можно положительно повлиять с помощью принудительного охлаждения.

Ближе к концу срока службы конденсатора начинают проявляться разрушения. При этом заканчивается диапазон постоянной интенсивности отказов. Но даже после превышения указанного срока службы конденсатора электронная схема не подвергается непосредственной опасности; снижается только функциональность конденсатора. При сегодняшнем высоком уровне чистоты при производстве электролитических конденсаторов не следует ожидать, что после окончания срока службы возникнут короткие замыкания с прогрессирующим испарением в сочетании с ухудшением параметров.

Режимы отказа

Несколько алюминиевых электролитических конденсаторов лопнули из-за использования неподходящего электролита.

Алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердыми электролитами имеют относительно качество относительно негативную репутацию в обществе. Это противоречит промышленному опыту, согласно которому электролитические конденсаторы считаются надежными компонентами, если они используются в пределах своих технических характеристик в течение расчетного срока службы. Негативный общественный имидж может быть вызван, среди прочего, тем, что вышедшие из строя электролитические конденсаторы в устройствах легко и сразу заметны. ^[63] Это исключение и не относится к другим электронным компонентам.

Как и для любого промышленного изделия, для алюминиевых электролитических конденсаторов с нетвердыми электролитами известны конкретные причины отказов. Их можно дифференцировать по причинам отказов в результате разработки и производства конденсаторов, производства устройств, применения конденсаторов или внешних воздействий во время использования. ^[64]

Отрасли производства конденсаторов могут влиять только на первый вид отказа. Большинство производителей на протяжении десятилетий имеют хорошо структурированные отделы контроля качества, контролирующие все этапы разработки и производства. Это демонстрируют блок-схемы режимов отказов. ^[55]^[65]^[66]^[67]^[68]^[69] Однако типичный физически или химически вызванный режим серьезного отказа во время применения, такой как «полевая кристаллизация» для танталовых конденсаторов, не известен для нетвердых алюминиевых электролитических конденсаторов.

Поведение конденсатора после хранения или неиспользования

Во многих кругах электролитические конденсаторы считаются очень ненадежными компонентами по сравнению с другими пассивными элементами. Частично это зависит от истории этих компонентов. Конденсаторы, изготовленные во время и до Второй мировой войны, иногда страдали от загрязнений во время ручного производства, и, в частности, соли хлора часто были причиной коррозионных процессов, приводящих к высоким токам утечки. Хлор действует на алюминий как катализатор образования нестабильного оксида, не связываясь при этом химически.

После Второй мировой войны эта проблема была известна, но измерительное оборудование не было достаточно точным, чтобы обнаруживать хлор в очень низких концентрациях ppm. Ситуация улучшилась в течение следующих 20 лет, и конденсаторы стали достаточно пригодными для более длительного срока службы. Это, в свою очередь, приводит к ранее незамеченной коррозии, вызванной водой, которая ослабляет стабильный диэлектрический оксидный слой во время хранения или неиспользования. Это приводит к высоким токам утечки после хранения. Большинство электролитов в это время содержат воду, а срок службы многих конденсаторов заканчивается в результате высыхания. ^[21] Причиной рекомендованных инструкций по предварительным условиям стала коррозия, вызванная водой.

Первым решением в 1970-х годах стала разработка безводных электролитных систем на основе органических растворителей. Их преимуществами, среди прочего, были меньшие токи утечки и практически неограниченный срок хранения. ^[70] но это привело к другой проблеме: растущее массовое производство с использованием автоматических машин требует промывки печатных плат после пайки; эти чистящие растворы содержали хлоралканы ( CFC ). Такие растворы галогенов иногда проникают через уплотнение конденсатора и вызывают хлорную коррозию. Опять возникла проблема с утечкой тока.

Использование ХФУ в качестве растворителей для химической чистки было постепенно прекращено, например, директивой IPPC по парниковым газам в 1994 году и о летучих органических соединениях (ЛОС) директивой ЕС в 1997 году. Тем временем были разработаны электролитические системы. с добавками для ингибирования реакции между анодным оксидом алюминия и водой, которые решают большинство проблем с высоким током утечки после хранения. ^[71]

Способность нетвердых алюминиевых электролитических конденсаторов иметь стабильное поведение в течение длительного времени хранения можно проверить с помощью ускоряющего испытания, заключающегося в хранении конденсатора при температуре его высшей категории в течение определенного периода, обычно 1000 часов, без подачи напряжения. Этот «тест на срок годности» является хорошим индикатором инертного химического поведения электролитической системы по отношению к диэлектрическому слою оксида алюминия, поскольку все химические реакции ускоряются при высоких температурах. Почти все современные серии конденсаторов выдерживают испытание на срок годности в 1000 часов, что эквивалентно минимум пяти годам хранения при комнатной температуре. Современные электролитические конденсаторы не нуждаются в предварительной подготовке после такого хранения. Однако для многих серий конденсаторов предусмотрен срок хранения только два года, но предел устанавливается окислением клемм и, как следствие, проблемами с пайкой.

Для восстановления старинного радиооборудования с использованием старых электролитических конденсаторов, изготовленных в 1970-х годах или раньше, часто рекомендуется «предварительная подготовка». Для этого к конденсатору прикладывают номинальное напряжение через последовательное сопротивление примерно 1 кОм в течение одного часа. Подача напряжения через предохранительный резистор восстанавливает оксидный слой путем самовосстановления, но медленно, сводя к минимуму внутренний нагрев. Если конденсаторы по-прежнему не соответствуют требованиям по току утечки после предварительного кондиционирования, это может указывать на необратимое повреждение.

Дополнительная информация

Символы конденсаторов


электролитический конденсатор	электролитический конденсатор	электролитический конденсатор	Биполярный электролитический конденсатор

Символы конденсаторов

Параллельное соединение

Алюминиевые электролитические конденсаторы меньшего размера или низкого напряжения можно подключать параллельно без каких-либо мер по обеспечению безопасности. Конденсаторы больших размеров, особенно большие и высоковольтные, должны быть индивидуально защищены от внезапного энергетического заряда всей конденсаторной батареи из-за выхода из строя образца.

Последовательное соединение

Некоторые приложения, такие как преобразователи переменного тока в переменный ток со звеном постоянного тока для регулирования частоты в трехфазных сетях, требуют более высоких напряжений, чем обычно предлагают электролитические конденсаторы. Для таких применений электролитические конденсаторы можно соединить последовательно для повышения устойчивости к напряжению. Во время зарядки напряжение на каждом из конденсаторов, соединенных последовательно, пропорционально обратному току утечки отдельного конденсатора. Поскольку каждый конденсатор несколько отличается по индивидуальному току утечки, конденсаторы с более высоким током утечки будут получать меньшее напряжение. Баланс напряжений на последовательно соединенных конденсаторах несимметричен. Должен быть обеспечен пассивный или активный баланс напряжения, чтобы стабилизировать напряжение на каждом отдельном конденсаторе. ^[42]^[59]

Отпечатанная маркировка

На электролитических конденсаторах, как и на большинстве других электронных компонентов, имеется маркировка, указывающая производителя, тип, электрические и тепловые характеристики, а также дату изготовления. В идеальном случае, если они достаточно велики, на конденсаторе должна быть маркировка:

Название или торговая марка производителя;
Обозначение типа производителя;
Полярность выводов (для поляризованных конденсаторов)
Номинальная емкость;
Допуск номинальной емкости
Номинальное напряжение и тип питания (переменный или постоянный ток)
Климатическая категория или номинальная температура;
Год и месяц (или неделя) изготовления;

Конденсаторы меньшего размера используют сокращенную запись для отображения всей необходимой информации в ограниченном доступном пространстве. Наиболее часто используемый формат: XYZ K/M VOLTS V, где XYZ представляет емкость в мкФ, буквы K или M обозначают допуск (±10% и ±20% соответственно), а VOLTS V представляет номинальное напряжение. Пример:

Конденсатор с надписью на корпусе: 10К 25 имеет емкость 10 мкФ, допуск К = ±10% при номинальном напряжении 25 В.

Емкость, допуск и дату изготовления также можно идентифицировать с помощью короткого кода согласно IEC 60062. Примеры сокращенной маркировки номинальной емкости (микрофарады):

μ47 = 0,47 мкФ, 4μ7 = 4,7 мкФ, 47μ = 47 мкФ

Дата изготовления часто печатается в соответствии с международными стандартами в сокращенном виде.

Версия 1: кодирование цифровым кодом года/недели, «1208» означает «2012 год, номер недели 8».
Версия 2: кодирование кодом года/месяца,

Код года: «R» = 2003, «S» = 2004, «T» = 2005, «U» = 2006, «V» = 2007, «W» = 2008, «X» = 2009, «A» = 2010 , «Б» = 2011, «С» = 2012, «Д» = 2013, «Е» = 2014, «F» = 2015 и т. д. Код месяца: от «1» до «9» = с января по сентябрь, «O» = октябрь, «N» = ноябрь, «D» = декабрь. «С5» тогда «2012, май».

Маркировка полярности

Маркировка полярности нетвердых и твердых алюминиевых электролитических конденсаторов

Алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом имеют маркировку полярности со стороны катода (минус).
Алюминиевые электролитические конденсаторы с твердым электролитом имеют маркировку полярности со стороны анода (плюса).

Маркировка полярности на конденсаторе микросхемы SMD-V

Электролитические конденсаторы типа SMD с нетвердым электролитом (вертикальные чипы, V-чипы) имеют цветной заполненный полукруг или отрицательную полосу на верхней стороне корпуса, видимую для обозначения стороны минусовой клеммы. Кроме того, изолирующая пластина под корпусом конденсатора имеет два скошенных края, что указывает на то, что отрицательный вывод находится в комплементарном положении.

Радиальные или несимметричные электролитические конденсаторы имеют полосу на боковой стороне конденсатора, обозначающую отрицательный полюс. Отрицательный вывод может быть короче положительного вывода (аналогично светодиодам ). Кроме того, отрицательная клемма может иметь рифленую поверхность, отштампованную на верхней части соединительного выступа.

Осевые электролитические конденсаторы имеют полосу поперек корпуса или вокруг него, направленную к отрицательному концу вывода, обозначающую отрицательную клемму. Положительный вывод конденсатора находится со стороны уплотнения. Отрицательный вывод короче, чем положительный вывод.

На печатной плате правильность ориентации принято указывать с помощью квадратной площадки со сквозными отверстиями для положительного вывода и круглой площадки для отрицательного.

Стандартизация

Стандартизация всех электрических , электронных компонентов и связанных с ними технологий осуществляется в соответствии с правилами Международной электротехнической комиссии (МЭК). ^[72] некоммерческая организация неправительственная по международным стандартам . ^[73]^[74]

Определение характеристик и порядок проведения методов испытаний конденсаторов , используемых в электронной аппаратуре, изложены в Типовых технических условиях:

IEC/EN 60384-1 — Конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании.

Испытания и требования, которым должны соответствовать алюминиевые электролитические конденсаторы для использования в электронном оборудовании для утверждения в качестве стандартизированных типов, изложены в следующих разделах технических характеристик:

IEC/EN 60384-3 — Танталовые электролитические конденсаторы фиксированной конструкции для поверхностного монтажа с твердым электролитом из диоксида марганца.
IEC/EN 60384-4 — Конденсаторы алюминиевые электролитические с твердым (MnO ₂ ) и нетвердым электролитом.
IEC/EN 60384-18 — Фиксированные алюминиевые электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа с твердым (MnO ₂ ) и нетвердым электролитом.
IEC/EN 60384-25 — Фиксированные алюминиевые электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа с проводящим полимерным твердым электролитом.
IEC/EN 60384-26 — Фиксированные алюминиевые электролитические конденсаторы с проводящим полимерным твердым электролитом.

Приложения и рынок

Приложения

Типичными применениями алюминиевых электролитических конденсаторов с нетвердым электролитом являются:

Входные и выходные развязывающие конденсаторы для сглаживания и фильтрации в источниках питания переменного тока. ^[43] и импульсных источниках питания , а также в DC/DC-преобразователях
Конденсаторы звена постоянного тока в преобразователях переменного/переменного тока для преобразователей частоты и преобразователей частоты, а также в источниках бесперебойного питания.
Корректирующие конденсаторы для коррекции коэффициента мощности
Накопление энергии для подушек безопасности , фотовспышек , ^[14] гражданские детонаторы
Пусковые конденсаторы для двигателей переменного тока
Биполярные конденсаторы для аудиосигнала связи
Конденсатор для фотовспышек .

Преимущества и недостатки

Преимущества:

Недорогие конденсаторы с высокими значениями емкости для фильтрации низких частот.
Более высокая плотность энергии, чем у пленочных и керамических конденсаторов.
Более высокая плотность мощности , чем у суперконденсаторов
Ограничение пикового тока не требуется.
Непроницаем для переходных процессов
Очень большое разнообразие стилей, серий с индивидуальным сроком службы, температурой и электрическими параметрами.
Многие производители

Недостатки:

Ограниченный срок службы из-за испарения
Относительно плохое поведение ESR и Z при очень низких температурах.
Чувствителен к механическим воздействиям
Чувствителен к загрязнению галогенатами.
Поляризованное приложение

Рынок

Рынок алюминиевых электролитических конденсаторов в 2010 году составил около 3,9 миллиардов долларов США (приблизительно 2,9 миллиардов евро), что составляет около 22% стоимости общего рынка конденсаторов, составляющего примерно 18 миллиардов долларов США (2008 год). По количеству штук эти конденсаторы занимают около 6% от общего рынка конденсаторов, составляющего от 70 до 80 миллиардов штук. ^[75]

Производители и продукция

Действующие во всем мире производители и их программа производства алюминиевых электролитических конденсаторов»
Производитель	Доступные стили
Производитель	SMD-	Радиальный	Осевой	Оснастка	Винт- Терминал	Биполярный Аудио	Мотор- начинать	Полимер	Полимер- Гибридный
КапХон ,	Х	Х	–	Х	Х	Х	–	Х	Х
Daewoo, (Partsnic). Архивировано 12 июня 2018 г. в Wayback Machine.	Х	Х	–	Х	–	–	–	–	–
Корнелл Дюбилье, (CDE)	Х	Х	Х	Х	Х	–	Х	Х	Х
Конденсаторная промышленность	–	–	–	Х	Х	–	Х	–	–
Чинсан, (Элита)	–	Х	–	Х	Х	Х	Х	Х	–
Элна	Х	Х	–	Х	Х	Х	–	Х	–
Фролит	Х	Х	Х	–	Х	–	–	–	–
Фишер и Тауше	–	Х	Х	Х	Х	–	Х	–	–
Хитачи	–	–	–	Х	Х	–	–	–	–
Цыган	Х	Х	Х	Х	–	–	–	–	–
Иллинойс Конденсатор	Х	Х	Х	Х	Х	Х	–	–	–
Ителконд	–	–	–	Х	Х	–	–	–	–
Джеккон	Х	Х	Х	Х	–	Х	–	–	–
Цзянхай	Х	Х	–	Х	Х	–	–	Х	–
Урок	Х	Х	–	Х	Х	Х	–	Х	–
Kaimei Electronic Corp, (Джамикон)	Х	Х	–	Х	Х	Х	–	Х	–
Группа КЕМЕТ-Эвокс-Рифа	Х	Х	Х	Х	Х	–	Х	–	–
МАН ЮЭ, (Капсон)	Х	Х	–	Х	Х	Х	–	–	–
летучая мышь	Х	Х	–	Х	–	Х	–	–	–
Nippon Chemi-Con (NCC, ECC, UCC)	Х	Х	Х	Х	Х	Х	–	Х	Х
НИЧЕГО	Х	Х	–	Х	–	Х	–	Х	Х
Nichicon. Архивировано 12 июня 2018 г. в Wayback Machine.	Х	Х	–	Х	Х	Х	–	Х	Х
Панасоник, Мацусита	Х	Х	Х	Х	–	Х	–	Х	Х
Richey Capacitor Inc. Ричи	Х	Х	Х	Х	–	–	–	–	–
Рубикон	Х	Х	–	Х	Х	Х	–	Х	–
САН Электронная промышленность	–	Х	–	–	–	–	–	Х	–
загар	Х	Х	Х	Х	Х	Х	–	Х	–
ТДК ЭПКОС	–	Х	Х	Х	Х	–	–	–	–
Вишай (BCc, Редерштейн)	Х	Х	Х	Х	Х	–	–	–	–
Вюрт Электроник ЭйСос	Х	Х	–	Х	Х	Х	–	Х	–
Ягео	Х	Х	–	Х	Х	–	–	Х	–

Ссылки

^ CDE, серия DCMC, PDF
^ Цзянхай, 630 V-Elkos PDF, заархивировано 31 декабря 2013 г. в Wayback Machine.
^ Jump up to: ^а ^б Дж. Л. Стивенс, А. С. Гейкулеску, Т. Ф. Стрэндж, Диэлектрические оксиды алюминия: наноструктурные особенности и композиты. PDF-файл заархивирован 29 декабря 2014 г. на Wayback Machine.
^ Дженг-Куэй Чанг, Чиа-Мей Линь, Чи-Мин Ляо, Чи-Сюн Чен, Вэнь-Та Цай, Журнал Электрохимического общества , 2004. «Влияние термообработки на характеристики анодированного оксида алюминия, образующегося в адипате аммония Решение» [1] Архивировано 25 февраля 2021 г. на Wayback Machine. DOI: 10.1149/1.1646140.
^ Че. Ф. Стрэндж, Т. Р. Маршалл, Образование очень высоковольтного оксида алюминия для электролитических конденсаторов, патент США 6299752 B1, 9 октября. 2001, [2]
^ Jump up to: ^а ^б ^с А. Альбертсен, Цзянхай, Европа, «Держитесь на расстоянии: электролитические конденсаторы устойчивы к напряжению», PDF-файл, архивировано 8 января 2013 г. на Wayback Machine.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «КДК, Технические характеристики травленой фольги для анода низкого напряжения» (PDF) .
^ «Вишай, Технический паспорт 128 САЛ-РПМ» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 апреля 2019 г. Проверено 14 декабря 2014 г.
^ Nichicon, серия CV PDF
^ NIC, серия NSPE-H, PDF
^ Jump up to: ^а ^б Производство алюминиевых электролитических конденсаторов, PDF-файл Panasonic, архивировано 14 декабря 2014 г. в Wayback Machine.
^ Jump up to: ^а ^б «CapXon, производственный процесс» . Архивировано из оригинала 11 декабря 2015 г. Проверено 14 декабря 2014 г.
^ Nichicon, «Общее описание алюминиевых электролитических конденсаторов, диэлектрик 1–3 (слой оксида алюминия)» PDF
^ Jump up to: ^а ^б С. Парлер, Корнелл Дюбилье, CDE, «Нагрев в алюминиевых электролитических стробоскопических и фотовспышечных конденсаторах» PDF
^ Rubycon, Технические примечания к электролитическим конденсаторам, 2. Производство алюминиевых электролитических конденсаторов. PDF-файл. Архивировано 30 декабря 2013 г. на Wayback Machine.
^ Неводные электролиты и их характеристики, Электролитические конденсаторы FaradNet, Часть III: Глава 10 [3]. Архивировано 17 июня 2016 г. на Wayback Machine.
^ Elna, Принципы, 3. Электролит, Таблица 2: Пример состава электролита. «Алюминиевые электролитические конденсаторы – Принципы | ELNA» . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г. Проверено 5 февраля 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б Альфонсо Бердук, Зонгли Доу, Ронг Сюй, KEMET, Электрохимические исследования применения алюминиевых электролитических конденсаторов: коррозионный анализ алюминия в электролитах на основе этиленгликоля. PDF-файл заархивирован 28 декабря 2016 г. на Wayback Machine
^ Jump up to: ^а ^б Сигэру Удзава, Акихико Комат-у, Тэцуши Огавара, Rubycon Corporation, Алюминиевый электролитический конденсатор со сверхнизким импедансом с электролитом на водной основе «Science Links Japan | Алюминиевый электролитический конденсатор со сверхнизким импедансом с электролитом на водной основе» . Архивировано из оригинала 24 мая 2012 г. Проверено 5 февраля 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б Дж. Л. Стивенс, Т. Р. Маршалл, А. С. Гейкулескум, К. Р. Фегер, Т. Ф. Стрэндж, Carts USA 2006, Влияние состава электролита на характеристики деформации мокрых алюминиевых конденсаторов ICD, [4] Архивировано 26 ноября 2014 г. в Wayback Machine
^ Jump up to: ^а ^б ^с К. Х. Тисбюргер: Электролитический конденсатор ., стр. 88–91, 4-е издание, Roederstein, Landshut 1991 ( OCLC 313492506 ).
^ Чарльз Поллак: DRP 92564, подана 14 января 1896 г., выдана 19 мая 1897 г., DRP 92564.
^ Патент США №. 1774455, Электрический конденсатор , подана 19 октября 1925 г., выдана 26 августа 1930 г. [5]
^ «Сэмюэл Рубен: изобретатель, ученый и благотворитель» Кэтрин Р. Баллок PDF www.electrochem.org
^ Jump up to: ^а ^б ^с П. МакК. Дили, «Электролитические конденсаторы», The Cornell-Dubilier Electric Corp., Южный Плейнфилд, Нью-Джерси, 1938 г. [6]
^ «Электролитический конденсатор со свернутыми металлическими полосами в качестве помещений», Альфред Экель Гидра-Верке, Берлин-Шарлоттенбург, DRP 498 794, подано 12 мая 1927 г., выдано 8 мая 1930 г.
^ Уильям Дюбилье, Электрический конденсатор, патент США 468787.
^ Дж. Хо, Т. Р. Джоу, С. Боггс, Историческое введение в технологию конденсаторов, журнал по электрической изоляции, IEEE (том: 26, выпуск: 1), 19 января 2010 г., ISSN 0883-7554 , doi : 10.1109/MEI.2010.5383924 , PDF, заархивировано 5 декабря 2016 г. на Wayback Machine.
^ RL Тейлор, HE Haring, J. Electrochem. Соц. 103 (1956) 611
^ Д. А. Маклин, Power, FS, Proc. Инст. Радио Энгрс. 44 (1956) 872
^ Детали руководства Valvo, 1964 г.
^ Справочник данных Philips PA01, 1986, первая серия «118 AHT» при 125 ° C.
^ А.Г. МакДиармид, «Синтетические металлы: новая роль органических полимеров (Нобелевская лекция)», Angewandte Chemie 2001, 40, 2581–2590. doi : 10.1002/1521-3773(20010716)40:14<2581::aid-anie2581>3.0.co;2-2
^ С. Мачида; С. Мията; А. Течагумпуч (1989), «Химический синтез полипиррола с высокой электропроводностью», Synthetic Metals , 31 (3): 311–318, doi : 10.1016/0379-6779(89)90798-4
^ «Временно недоступно» . www.panasonic.com .
^ Хиллман; Хелмольд (2004), Идентификация отсутствующих или недостаточных компонентов электролита в вышедших из строя алюминиевых электролитических конденсаторах (PDF) , растворы DFR
^ «Часто задаваемые вопросы по алюминиевым электролитическим конденсаторам» . Корпорация Рубикон . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 г. Проверено 5 февраля 2016 г. Говорят, что благодаря этой пленке катодная фольга будет иметь выдерживаемое напряжение примерно от 1 до 1,5 В при комнатной температуре. Поскольку эта пленка не является однородной, но нестабильной и частично или для каждой партии имеет дисперсию, никаких гарантий относительно выдерживаемого напряжения катода не предоставляется.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Руководство по применению алюминиевых электролитических конденсаторов» (PDF) . Конденсаторы Корнелл Дюбилье . Архивировано (PDF) из оригинала 14 декабря 2014 г. Хотя конденсаторы могут выдерживать постоянное приложение обратного напряжения 1,5 В, превышение этого значения может привести к повреждению конденсатора из-за перегрева, избыточного давления и пробоя диэлектрика.
^ А. Бердук, Кемет, Алюминиевые электролитические конденсаторы с низким ESR для приложений среднего и высокого напряжения, [7]. Архивировано 14 декабря 2014 г. в Wayback Machine PDF.
^ Джоэль Арнольд, Повышение мощности электролитических конденсаторов, DfR Solutions
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и А. Альбертсен, Цзянхай, PDF-файл « Оценка срока службы электролитических конденсаторов», архивировано 8 января 2013 г. в Wayback Machine.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Vishay, Алюминиевые конденсаторы, Введение, Редакция: 10 сентября 2013 г. 1 Номер документа: 28356, Хранение главы, стр. 7 [8]. Архивировано 26 января 2016 г. на Wayback Machine.
^ Jump up to: ^а ^б «Vishay, Инженерные решения, Алюминиевые конденсаторы в источниках питания» (PDF) .
^ Rubycon, Технические примечания по электролитическим конденсаторам, зарядно-разрядному применению электролитических конденсаторов, PDF-файл, заархивировано 14 декабря 2014 г. на Wayback Machine.
^ «Kemet, Полимерные танталовые конденсаторы на кристалле» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 ноября 2014 г. Проверено 14 декабря 2014 г.
^ AVX, «Анализ тока утечки твердого танталового конденсатора». Архивировано 6 августа 2013 г., на Wayback Machine.
^ «Боб Пиз, понимание процесса замачивания конденсаторов для оптимизации аналоговых систем» . Архивировано из оригинала 7 января 2015 г. Проверено 14 декабря 2014 г.
^ * «Моделирование диэлектрической абсорбции в конденсаторах», Кен Кундерт
^ Jump up to: ^а ^б МЭК/EN 61709, Электрические компоненты. Надежность. Эталонные условия для интенсивности отказов и модели стресса для конверсии
^ Jump up to: ^а ^б «MIL-HDBK-217 F NOTICE-2 ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРОГНОЗ НАДЕЖНОСТИ» . Everyspec.com .
^ Надежность электролитических конденсаторов, доктор Арне Альбертсен, Цзянхай, Европа. PDF-файл заархивирован 13 марта 2020 г. на Wayback Machine.
^ Jump up to: ^а ^б С.Г. Парлер, Корнелл Дюбилье, Надежность алюминиевых электролитических конденсаторов CDE [9]
^ IEC 60384-4-1, Конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании. Часть 4-1. Подробная спецификация бланка. Фиксированные алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом, Beuth Verlag [10]
^ Новый метод тестирования электролитических конденсаторов для сравнения ожидаемого срока службы dfrsolutions.com. Архивировано 25 октября 2017 г. на Wayback Machine.
^ Jump up to: ^а ^б NCC, Техническая заметка «Разумное использование алюминиевых электролитических конденсаторов», PDF-файл, заархивировано 5 мая 2017 г. на Wayback Machine.
^ «Жизнь алюминиевых электролитических конденсаторов» (PDF) . Корпорация Рубикон. Архивировано из оригинала (PDF) 7 августа 2015 г.
^ Hitachi aic-europe, Пояснения к сроку полезного использования, стр. 18 PDF.
^ «Оснастка HU» . aic-europe.com. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б Epcos, Алюминиевые электролитические конденсаторы, Общая техническая информация PDF
^ Panasonic (правило 10 градусов; PDF-файл , заархивировано 14 декабря 2014 г. в Wayback Machine )
^ Ожидаемый срок службы NIC алюминиевых электролитических конденсаторов (ред. 1) ( PDF, заархивировано 24 августа 2015 г. на Wayback Machine )
^ Грегори Мирский, Определение окончания срока службы, ESR и расчеты срока службы электролитических конденсаторов при более высоких температурах, EDN, 20 августа 2008 г., [11]
^ «Лаборатория конденсаторов – Визуальные признаки неисправности конденсаторов – вздутие и утечка» . www.capacitorlab.com .
^ В. БОНОМО, Г. ХУПЕР, Д. РИЧАРДСОН, Д. РОБЕРТС и Т.Х. ВАН ДЕ СТИГ, Vishay Intertechnology, Режимы отказа конденсаторов [12]
^ «Элна, Надежность алюминиевых электролитических конденсаторов» . Архивировано из оригинала 20 мая 2015 г. Проверено 14 декабря 2014 г.
^ «Nichicon, Рекомендации по применению алюминиевых электролитических конденсаторов» (PDF) .
^ Panasonic, Надежность алюминиевых электролитических конденсаторов. PDF-файл, архивировано 17 января 2015 г. на Wayback Machine.
^ Rubycon, Меры предосторожности при правильном использовании алюминиевого электролитического конденсатора. PDF-файл, архивировано 4 марта 2016 г. на Wayback Machine.
^ Цзянхай, Технические примечания, Типичные виды отказов и факторы алюминиевых электролитических конденсаторов PDF
^ Ч. Баур, Н. Уилл, Epcos, Долговременная стабильность алюминиевых электролитических конденсаторов. Созданы на века. Архивировано 28 января 2015 г. на Wayback Machine.
^ Дж. М. Санс, Дж. М. Альбелла, Дж. М. Мартинес-Дуарт, Об ингибировании реакции между анодным оксидом алюминия и водой [13]
^ «Домашняя страница» . www.iec.ch.
^ «Добро пожаловать в интернет-магазин IEC» . webstore.iec.ch .
^ «Beuth Verlag – Покупайте нормы, стандарты и специальную литературу | с 1924 года» . www.beuth.de .
^ Электронные конденсаторы, Отраслевой отчет SIC 3675 , 2010 г., от The Gale Group.

[DCMC-1] CDE, серия DCMC, PDF

[630_V-2] Цзянхай, 630 V-Elkos PDF, заархивировано 31 декабря 2013 г. в Wayback Machine.

[Nano-3] Jump up to: ^а ^б Дж. Л. Стивенс, А. С. Гейкулеску, Т. Ф. Стрэндж, Диэлектрические оксиды алюминия: наноструктурные особенности и композиты. PDF-файл заархивирован 29 декабря 2014 г. на Wayback Machine.

[4] Дженг-Куэй Чанг, Чиа-Мей Линь, Чи-Мин Ляо, Чи-Сюн Чен, Вэнь-Та Цай, Журнал Электрохимического общества , 2004. «Влияние термообработки на характеристики анодированного оксида алюминия, образующегося в адипате аммония Решение» [1] Архивировано 25 февраля 2021 г. на Wayback Machine. DOI: 10.1149/1.1646140.

[5] Че. Ф. Стрэндж, Т. Р. Маршалл, Образование очень высоковольтного оксида алюминия для электролитических конденсаторов, патент США 6299752 B1, 9 октября. 2001, [2]

[Voltage-6] Jump up to: ^а ^б ^с А. Альбертсен, Цзянхай, Европа, «Держитесь на расстоянии: электролитические конденсаторы устойчивы к напряжению», PDF-файл, архивировано 8 января 2013 г. на Wayback Machine.

[KDK-7] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «КДК, Технические характеристики травленой фольги для анода низкого напряжения» (PDF) .

[8] «Вишай, Технический паспорт 128 САЛ-РПМ» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 апреля 2019 г. Проверено 14 декабря 2014 г.

[9] Nichicon, серия CV PDF

[10] NIC, серия NSPE-H, PDF

[PanProd-11] Jump up to: ^а ^б Производство алюминиевых электролитических конденсаторов, PDF-файл Panasonic, архивировано 14 декабря 2014 г. в Wayback Machine.

[CapXon-12] Jump up to: ^а ^б «CapXon, производственный процесс» . Архивировано из оригинала 11 декабря 2015 г. Проверено 14 декабря 2014 г.

[13] Nichicon, «Общее описание алюминиевых электролитических конденсаторов, диэлектрик 1–3 (слой оксида алюминия)» PDF

[Parler-14] Jump up to: ^а ^б С. Парлер, Корнелл Дюбилье, CDE, «Нагрев в алюминиевых электролитических стробоскопических и фотовспышечных конденсаторах» PDF

[15] Rubycon, Технические примечания к электролитическим конденсаторам, 2. Производство алюминиевых электролитических конденсаторов. PDF-файл. Архивировано 30 декабря 2013 г. на Wayback Machine.

[16] Неводные электролиты и их характеристики, Электролитические конденсаторы FaradNet, Часть III: Глава 10 [3]. Архивировано 17 июня 2016 г. на Wayback Machine.

[17] Elna, Принципы, 3. Электролит, Таблица 2: Пример состава электролита. «Алюминиевые электролитические конденсаторы – Принципы | ELNA» . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г. Проверено 5 февраля 2016 г.

[Alfonso-18] Jump up to: ^а ^б Альфонсо Бердук, Зонгли Доу, Ронг Сюй, KEMET, Электрохимические исследования применения алюминиевых электролитических конденсаторов: коррозионный анализ алюминия в электролитах на основе этиленгликоля. PDF-файл заархивирован 28 декабря 2016 г. на Wayback Machine

[Uzawa-19] Jump up to: ^а ^б Сигэру Удзава, Акихико Комат-у, Тэцуши Огавара, Rubycon Corporation, Алюминиевый электролитический конденсатор со сверхнизким импедансом с электролитом на водной основе «Science Links Japan | Алюминиевый электролитический конденсатор со сверхнизким импедансом с электролитом на водной основе» . Архивировано из оригинала 24 мая 2012 г. Проверено 5 февраля 2016 г.

[Stevens-20] Jump up to: ^а ^б Дж. Л. Стивенс, Т. Р. Маршалл, А. С. Гейкулескум, К. Р. Фегер, Т. Ф. Стрэндж, Carts USA 2006, Влияние состава электролита на характеристики деформации мокрых алюминиевых конденсаторов ICD, [4] Архивировано 26 ноября 2014 г. в Wayback Machine

[Thiesbürger-21] Jump up to: ^а ^б ^с К. Х. Тисбюргер: Электролитический конденсатор ., стр. 88–91, 4-е издание, Roederstein, Landshut 1991 ( OCLC 313492506 ).

[22] Чарльз Поллак: DRP 92564, подана 14 января 1896 г., выдана 19 мая 1897 г., DRP 92564.

[23] Патент США №. 1774455, Электрический конденсатор , подана 19 октября 1925 г., выдана 26 августа 1930 г. [5]

[24] «Сэмюэл Рубен: изобретатель, ученый и благотворитель» Кэтрин Р. Баллок PDF www.electrochem.org

[Deeley-25] Jump up to: ^а ^б ^с П. МакК. Дили, «Электролитические конденсаторы», The Cornell-Dubilier Electric Corp., Южный Плейнфилд, Нью-Джерси, 1938 г. [6]

[26] «Электролитический конденсатор со свернутыми металлическими полосами в качестве помещений», Альфред Экель Гидра-Верке, Берлин-Шарлоттенбург, DRP 498 794, подано 12 мая 1927 г., выдано 8 мая 1930 г.

[27] Уильям Дюбилье, Электрический конденсатор, патент США 468787.

[Boggs-28] Дж. Хо, Т. Р. Джоу, С. Боггс, Историческое введение в технологию конденсаторов, журнал по электрической изоляции, IEEE (том: 26, выпуск: 1), 19 января 2010 г., ISSN 0883-7554 , doi : 10.1109/MEI.2010.5383924 , PDF, заархивировано 5 декабря 2016 г. на Wayback Machine.

[29] RL Тейлор, HE Haring, J. Electrochem. Соц. 103 (1956) 611

[30] Д. А. Маклин, Power, FS, Proc. Инст. Радио Энгрс. 44 (1956) 872

[31] Детали руководства Valvo, 1964 г.

[32] Справочник данных Philips PA01, 1986, первая серия «118 AHT» при 125 ° C.

[33] А.Г. МакДиармид, «Синтетические металлы: новая роль органических полимеров (Нобелевская лекция)», Angewandte Chemie 2001, 40, 2581–2590. doi : 10.1002/1521-3773(20010716)40:14<2581::aid-anie2581>3.0.co;2-2

[Machida-34] С. Мачида; С. Мията; А. Течагумпуч (1989), «Химический синтез полипиррола с высокой электропроводностью», Synthetic Metals , 31 (3): 311–318, doi : 10.1016/0379-6779(89)90798-4

[35] «Временно недоступно» . www.panasonic.com .

[HHpaper-36] Хиллман; Хелмольд (2004), Идентификация отсутствующих или недостаточных компонентов электролита в вышедших из строя алюминиевых электролитических конденсаторах (PDF) , растворы DFR

[37] «Часто задаваемые вопросы по алюминиевым электролитическим конденсаторам» . Корпорация Рубикон . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 г. Проверено 5 февраля 2016 г. Говорят, что благодаря этой пленке катодная фольга будет иметь выдерживаемое напряжение примерно от 1 до 1,5 В при комнатной температуре. Поскольку эта пленка не является однородной, но нестабильной и частично или для каждой партии имеет дисперсию, никаких гарантий относительно выдерживаемого напряжения катода не предоставляется.

[Cornell_Dubilier_=2014-38] Jump up to: ^а ^б ^с «Руководство по применению алюминиевых электролитических конденсаторов» (PDF) . Конденсаторы Корнелл Дюбилье . Архивировано (PDF) из оригинала 14 декабря 2014 г. Хотя конденсаторы могут выдерживать постоянное приложение обратного напряжения 1,5 В, превышение этого значения может привести к повреждению конденсатора из-за перегрева, избыточного давления и пробоя диэлектрика.

[39] А. Бердук, Кемет, Алюминиевые электролитические конденсаторы с низким ESR для приложений среднего и высокого напряжения, [7]. Архивировано 14 декабря 2014 г. в Wayback Machine PDF.

[DFR-40] Джоэль Арнольд, Повышение мощности электролитических конденсаторов, DfR Solutions

[Jianglife-41] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и А. Альбертсен, Цзянхай, PDF-файл « Оценка срока службы электролитических конденсаторов», архивировано 8 января 2013 г. в Wayback Machine.

[VishayIAC-42] Jump up to: ^а ^б ^с Vishay, Алюминиевые конденсаторы, Введение, Редакция: 10 сентября 2013 г. 1 Номер документа: 28356, Хранение главы, стр. 7 [8]. Архивировано 26 января 2016 г. на Wayback Machine.

[Vishaypower-43] Jump up to: ^а ^б «Vishay, Инженерные решения, Алюминиевые конденсаторы в источниках питания» (PDF) .

[44] Rubycon, Технические примечания по электролитическим конденсаторам, зарядно-разрядному применению электролитических конденсаторов, PDF-файл, заархивировано 14 декабря 2014 г. на Wayback Machine.

[45] «Kemet, Полимерные танталовые конденсаторы на кристалле» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 ноября 2014 г. Проверено 14 декабря 2014 г.

[46] AVX, «Анализ тока утечки твердого танталового конденсатора». Архивировано 6 августа 2013 г., на Wayback Machine.

[47] «Боб Пиз, понимание процесса замачивания конденсаторов для оптимизации аналоговых систем» . Архивировано из оригинала 7 января 2015 г. Проверено 14 декабря 2014 г.

[48] * «Моделирование диэлектрической абсорбции в конденсаторах», Кен Кундерт

[ReferenceA-49] Jump up to: ^а ^б МЭК/EN 61709, Электрические компоненты. Надежность. Эталонные условия для интенсивности отказов и модели стресса для конверсии

[everyspec.com-50] Jump up to: ^а ^б «MIL-HDBK-217 F NOTICE-2 ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРОГНОЗ НАДЕЖНОСТИ» . Everyspec.com .

[51] Надежность электролитических конденсаторов, доктор Арне Альбертсен, Цзянхай, Европа. PDF-файл заархивирован 13 марта 2020 г. на Wayback Machine.

[CDI-Rel-52] Jump up to: ^а ^б С.Г. Парлер, Корнелл Дюбилье, Надежность алюминиевых электролитических конденсаторов CDE [9]

[Beuth-53] IEC 60384-4-1, Конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании. Часть 4-1. Подробная спецификация бланка. Фиксированные алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом, Beuth Verlag [10]

[54] Новый метод тестирования электролитических конденсаторов для сравнения ожидаемого срока службы dfrsolutions.com. Архивировано 25 октября 2017 г. на Wayback Machine.

[NCCTN-55] Jump up to: ^а ^б NCC, Техническая заметка «Разумное использование алюминиевых электролитических конденсаторов», PDF-файл, заархивировано 5 мая 2017 г. на Wayback Machine.

[56] «Жизнь алюминиевых электролитических конденсаторов» (PDF) . Корпорация Рубикон. Архивировано из оригинала (PDF) 7 августа 2015 г.

[57] Hitachi aic-europe, Пояснения к сроку полезного использования, стр. 18 PDF.

[58] «Оснастка HU» . aic-europe.com. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г.

[EpcosGTI-59] Jump up to: ^а ^б Epcos, Алюминиевые электролитические конденсаторы, Общая техническая информация PDF

[60] Panasonic (правило 10 градусов; PDF-файл , заархивировано 14 декабря 2014 г. в Wayback Machine )

[61] Ожидаемый срок службы NIC алюминиевых электролитических конденсаторов (ред. 1) ( PDF, заархивировано 24 августа 2015 г. на Wayback Machine )

[62] Грегори Мирский, Определение окончания срока службы, ESR и расчеты срока службы электролитических конденсаторов при более высоких температурах, EDN, 20 августа 2008 г., [11]

[63] «Лаборатория конденсаторов – Визуальные признаки неисправности конденсаторов – вздутие и утечка» . www.capacitorlab.com .

[64] В. БОНОМО, Г. ХУПЕР, Д. РИЧАРДСОН, Д. РОБЕРТС и Т.Х. ВАН ДЕ СТИГ, Vishay Intertechnology, Режимы отказа конденсаторов [12]

[Elna-intro-65] «Элна, Надежность алюминиевых электролитических конденсаторов» . Архивировано из оригинала 20 мая 2015 г. Проверено 14 декабря 2014 г.

[Nichi-intro-66] «Nichicon, Рекомендации по применению алюминиевых электролитических конденсаторов» (PDF) .

[Pan-intro-67] Panasonic, Надежность алюминиевых электролитических конденсаторов. PDF-файл, архивировано 17 января 2015 г. на Wayback Machine.

[Rub-intro-68] Rubycon, Меры предосторожности при правильном использовании алюминиевого электролитического конденсатора. PDF-файл, архивировано 4 марта 2016 г. на Wayback Machine.

[69] Цзянхай, Технические примечания, Типичные виды отказов и факторы алюминиевых электролитических конденсаторов PDF

[Baur-70] Ч. Баур, Н. Уилл, Epcos, Долговременная стабильность алюминиевых электролитических конденсаторов. Созданы на века. Архивировано 28 января 2015 г. на Wayback Machine.

[Sanz-71] Дж. М. Санс, Дж. М. Альбелла, Дж. М. Мартинес-Дуарт, Об ингибировании реакции между анодным оксидом алюминия и водой [13]

[72] «Домашняя страница» . www.iec.ch.

[73] «Добро пожаловать в интернет-магазин IEC» . webstore.iec.ch .

[74] «Beuth Verlag – Покупайте нормы, стандарты и специальную литературу | с 1924 года» . www.beuth.de .

[75] Электронные конденсаторы, Отраслевой отчет SIC 3675 , 2010 г., от The Gale Group.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]

[46]

[47]

[48]

[49]

[50]

[51]

[52]

[53]

[54]

[55]

[56]

[57]

[58]

[59]

[60]

[61]

[62]

[63]

[64]

[65]

[66]

[67]

[68]

[69]

[70]

[71]

[72]

[73]

[74]

[75]