铝电解电容器的电性能参数及其它重要特性要求

㈠主要性能参数及检测方法：

铝电解电容器常用工作温度范围；额定工作电压UR；标称容量CR；损耗角正切tgδ；漏电流IR和阻抗Z；这六大参数来表征其常规的电气性能。

⒈工作温度范围：

表征该系列产品可在特定温度范围内正常工作。一般有：

  -25～+55℃(闪光灯用电容器)；-20～+70℃（马达启动电容器）；-40～+85℃（一般品）；-40～+105℃（一般宽温电容器）；-55～+105℃（宽温电容器）；-40～+125℃（高温电容器）

⒉额定工作电压UR：

它指在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续加在电容器的最大直流电压或最大交流电压有效值或脉冲电压的峰值。

对于电解电容器的额定电压值系列由下列数值组成：

4.0; 6.3; 10; 16; 25; 35; 50; 63; 100; 160; 200; 250; (330);350; 400; 450; 500其单位为伏(V)

⒊标称容量（CR）与电容量允许偏差:

一般讲，所谓标称电容量是指在电器上标明的电容量值，是设计容量的名义值。它与实际制造出来的电容器的电容量之间有一定偏差，这偏差称之为电容量的允许偏差。产生偏差的原因是由于原材料的不均匀性以及结构、工艺波动等因素造成的。

铝电解电容器标称电容量值是按照E6系列：            

按E6系列，在1.0; 1.5; 2.2; 3.3; 4.7; 6.8; 10的10n组成容量标称值。

电容量的允许偏差的优先值如下表：

允许偏差/ %	±10	±20	－10～＋30	－10～＋50	－10～＋75	－10～＋100
文字符号	K	M	Q	T	U	R

    ⒋损耗角正切（tgδ）：

          通常把电容器在电场作用下，单位时间内因发热而消耗的能量，叫电容器的损耗。损耗越大，发热越严重，表示电容器传递能量效率越低，使用频率越高，损耗越大。

          一个实际电容器相当一个纯电容并联一个电阻。

理想电容器是没有损耗的，面实际电容器加上电压后温度要上升，即把电能变为热能损耗了。

当电容器加上直流电压VDC时，开始流过很大电流（充电电流），后来就减小为一个很小的漏电流IDC，由漏电流产生的损耗为PDC则：

                                  PDC = VDC·IDC

           当理想电容器加上交流电压时（以下交流就表示正弦交流电）电流超前电压相位角。而实际电容器加上交流电压时电流超前电压相位小于。设实际超前的角度为φ，定义δ=   －φ，δ为损耗角。关系曲线图如下：

φ角小于是 的原因，其一是实际电容器的电极和工作电解质中有电阻，电阻中电流和电压是同相位的，没有相位差；其二是绝缘介质的存在，介质中的电荷量变化滞后于电压的变化。

          这里tgδ永远小于1。tgδ值越大，说明电容器的有功功率越大，即损耗越大。

          电容器的损耗，在直流电压下主要为漏导损耗，在交流电压下主要为漏导损耗和介质极化损耗。

 

    ⒌漏电流（IR）：

          对于电解电容器来说，绝缘电阻表示不了其绝缘性，这是由于其电介质特性所决定的，电解电容器的介质是一层很薄的氧化膜，虽理论上能承受很高的工作电场强度，但其膜上免不了会有这样或那样的缺陷，如针孔、裂纹、疵点、划痕等，电解电容器的漏电流是通过这些缺陷的电子流和离子流产生的。根据其数值的大小，便可评价电解电容器的绝缘性能。

          电解电容器的漏电流与容量大小、施加电压高低、使用温度等有关对于铝电解电容器其漏电流通常用下式表示    

         式中：C----电容器的标称电容量（μF）

               U----额定工作电压(V)

               K,M-----常数

         K值：一般取0.01；低漏电产品取0.001～0.002

         M值：一般取0～20，对于微型产品及V-CHIP产品M值为0，但经计算后IR＜3,以3为计

    ⒍阻抗(Z)、等效串联电阻（ESR）：

          对于有高频特性的产品或对于有低等效串联电阻（ESR）的产品来讲，这两个参数也是十分重要的，它是描述产品在脉动电路中的电气特性。

          Z值是电阻、感抗、容抗的矢量和。

          一般讲L很小，所以jωL  11  可以忽略不计,       将随着C值越大小而值在

变化，当C值一定时      值也成定值。所以决定Z值大小，关键是r值。式中的损

耗电阻r是由三部分组成的：①氧化膜介质损耗的等效串联电阻r介；②代表工作电解液的等效串联电阻r液；③代表金属电极、引出线、以及接触电阻等组成的r金即：

                     r =  r介 +  r液 +  r金

r被称为等效串联电阻，英文缩写为ESR（equivalent series resistance）                     

非固体电解质铝电容器如果有低阻抗要求的产品或有低ESR要求的产品，小型产品一般都是在100KHz条件下测试的，其值大约在几十毫欧～5欧姆范围。大型产品一般在20KHz条件下测试。   

阻抗应按下图用交流电压表和交流电流表之方法或与之等效的方法进行测量：

 

电容器CX的阻抗ZX由下式计算：

测量电压的频率应优先从下列值中选取：

50HZ；60HZ；100HZ；120HZ；1KHZ；10KHZ；100KHZ；300KHZ 1MHZ；10MHZ

铝电解电容器一般情况下测量容量、损耗、阻抗采用频率为120HZ。

有高频低阻抗要求或低ESR产品测量频率一般规定为100 KHZ、300 KHZ。

当在不同频率下测试电解电容器的Z值时，得到下左图所示的曲线图：

图中频率较低的范围内频率上升，阻抗值减小，在高于f r的频率范围内频率上升，阻抗增大。这说明谐振发生在f r处。这是因为电容器电极是卷绕成的，还有引线等在高频时显示出电感作用。因此在高频时电解电容器应当用上右图所示的电路

来表示。由于，在f r处Z＝R，如果测出f r及相应的Z值（即R），

则可以求得f r处的容抗和感抗值。