加入星計(jì)劃,您可以享受以下權(quán)益:

  • 創(chuàng)作內(nèi)容快速變現(xiàn)
  • 行業(yè)影響力擴(kuò)散
  • 作品版權(quán)保護(hù)
  • 300W+ 專業(yè)用戶
  • 1.5W+ 優(yōu)質(zhì)創(chuàng)作者
  • 5000+ 長期合作伙伴
立即加入
  • 正文
    • Part 01、前言
    • Part 02、電容接反向電壓會怎樣?
    • Part 03、總結(jié)
  • 相關(guān)推薦
  • 電子產(chǎn)業(yè)圖譜
申請入駐 產(chǎn)業(yè)圖譜

電容又爆了?一文詳解鋁電解電容器在電路中不能承受反向電壓的原因

09/11 15:35
2145
閱讀需 3 分鐘
加入交流群
掃碼加入
獲取工程師必備禮包
參與熱點(diǎn)資訊討論

Part 01、前言

眾所周知,電容在電子電路中一直扮演著非常重要的角色。它們負(fù)責(zé)電子電路中信號的耦合,通過組建RC電路,可以搭建振蕩電路,也可用于旁路和電源濾波器等。在鋁電解電容器中,電極由純鋁制成,而陽極(正)電極是通過陽極氧化形成氧化鋁(Al2O3)絕緣層制成的。電解質(zhì)(固體或非固體)放置在陽極的絕緣表面上,這種電解質(zhì)在技術(shù)上充當(dāng)陰極。第二個(gè)鋁電極放置在電解液的頂部,作為其與電容器負(fù)極端子的電連接。中間夾著紙的鋁箔纏繞在一起。它們浸入電解液中,然后覆蓋在鋁制外殼中。

Part 02、電容接反向電壓會怎樣?

由于電解電容的極性,在使用中要注意正負(fù)極的正確連接,否則不僅電容起不到作用,而且漏電流很大。短時(shí)間內(nèi),電容器內(nèi)部會發(fā)熱,損壞氧化膜,進(jìn)而損壞,甚至發(fā)生爆炸。

如圖所示,鋁電解電容器的基本結(jié)構(gòu)由陽極、附著在絕緣介質(zhì)上的鋁層、接收電極的陰極鋁層和由電解質(zhì)構(gòu)成的真正陰極組成。電解液浸在兩層鋁層之間的紙中。鋁層上鍍有氧化鋁層,非常薄,容易被擊穿,導(dǎo)致電容器失效。

氧化鋁層可以承受正向直流電壓。如果承受反向直流電壓,很容易在幾秒鐘內(nèi)發(fā)生故障。這種現(xiàn)象稱為“閥門效應(yīng)”,這就是鋁電解電容器具有極性的原因。如果電解電容的兩個(gè)電極都有氧化層,就會形成無極性電容

還有一個(gè)氫離子理論可以解釋鋁電解電容器承受反向電壓出現(xiàn)問題的原因。當(dāng)電解電容承受反向直流電壓時(shí),即電解質(zhì)的陰極承受正電壓而氧化物承受負(fù)電壓時(shí),聚集在氧化層中的氫離子會穿過介質(zhì)到達(dá)介質(zhì)的邊界和金屬層,然后它們將轉(zhuǎn)化為氫。氣體的膨脹力導(dǎo)致氧化層脫落。

因此,電流擊穿電解液后直接流過電容器,電容器失效。這個(gè)直流電壓非常小,在1~2V的反向直流電壓下,鋁電解電容器會在幾秒鐘內(nèi)因氫離子效應(yīng)而立即失效。相反,當(dāng)給電解電容器施加正電壓時(shí),負(fù)離子會集中在氧化層之間。因?yàn)樨?fù)離子的直徑很大,無法突破氧化層,所以可以承受更高的電壓。

Part 03、總結(jié)

電解電容是不能接交流電源,因?yàn)闃O性電容是專為直流電源濾波而設(shè)計(jì)的,極性電容內(nèi)部有特殊材料,不能承受背壓,如果接在交流電源上,會反向擊穿或爆炸。

相關(guān)推薦

電子產(chǎn)業(yè)圖譜