铝电解电容器结构及主要参数

铝电解电容是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大，但是漏电大，稳定性差，有正负极性，适宜用于电源滤波或者低频电路中。使用的时候，正负极不要接反。

铝电解电容器的主要参数

铝电解电容器的初学者或使用经验不足的人，往往只关注铝电解电容器的额定电压和标称容量这两个主要参数，事实上要求不高的场合，选好这两个参数也够了，但作为电子产品设计而言，铝电解电容器的其他参数也相当关键，这就是为什么我们经常看到厂家的手册里都罗列了好多参数的原因，下面是铝电解电容器的一些主要参数。

1.标称参数就是电容器外壳上所列出的数值。

静电容量，用UF表示；工作电压（working voltage）简称WV，应为标称安全值，也就是说应用电路中，不得超过此标称电压；温度，常见的大多为85度、105度，高温条件下（例如纯甲类功放）要优选105度标称的。一般情况下优选高温度系数的对于改善其他参数性能也有积极的帮助。

2.等效串联电阻ESR。

ESR的高低，与电容器的容量、电压、频率及温度都有关，ESR要求越低越好。当额定电压固定时，容量愈大 ESR愈低。当容量固定时，选用高额定电压的品种可以降低 ESR。低频时ESR高，高频时ESR低，高温也会使ESR上升。等效串联电阻ESR 很多品牌可以从规格说明 书上查到。

3.漏电流。

铝电解电容都存在漏电的情况，这是物理结构所决定的。不用说，漏电流当然是越小越好。电容器容量愈高，漏电流就愈大；降低工作电压可降低漏电流。反过来选用更高耐压的品种也会有助于减小漏电流。结合上面的两个参数，相同条件下优先选取高耐压品种的确是一个简便可行的好方法；降低内阻、降低漏电流、降低损失角、增加寿命。真是好处多多，唯价格上会高一些。有个说法，既电解电容工作在远低于额定工作电压时，由于不能得到有效的足以维持电极跟电解液之间的退极化作用，会导致电解电容的极化而降低涟波电流，增大ESR，从而提早老化。但是这个说法的前提是“远低于额定工作电压”，综合一些长期的实践经验来看，选取额定工作电压标称值的2/3左右为正常工作电压，是比较合理的。业余情况下可以对电解电容的漏电流大体上估计一下。把相同容量的电解电容按照额定承受电压进行充电，放置一段时间后再检测电容器两端的电压下降程度。下降电压越少的漏电流就越小。

4.散逸因数dissipation factor（DF）。

有时DF值也用损失角tan表示。DF值是高还是低，与温度、容量、电压、频率都有关系；当容量相同时，耐压愈高的DF值就愈低。频率愈高 DF值愈高，温度愈高DF值也愈高。DF 值一般不标注在电容器上或规格介绍上面。在DIY选取电容时，可优先考虑选取更高耐压的，比如工作电压为45V时，选用50V的就不很合理。尽管使用 50V的从承受电压正常工作方 面并无不妥，但从DF值方面考虑就欠缺一些。使用63V或71V耐压的会有更好的表现的。

5.涟波电流Irac。

涟波电流对于石机的滤波电路来说，是一个很重要的参数。涟波电流Irac 是愈高愈好。他的高低与工作频率相关，频率越高Irac越大，频率越低Irac越小。传统的认为我们需要在低频时能够有很高的涟波电流，以求得到良好的大电流放电特性，使的低频更加结实饱满富有弹性，以及良好的控制驱动特性；实际上在高频时高的涟波电流对音色的正面帮助也很大，可以使高频有更好的延伸和减小粗糙感。

铝电解电容选型参数

电路系统性能的稳定可靠，与选用的元器件参数、等级、质量等密切相关。设计师应针对产品应用环境以及电性能的要求，准确提出对元件参数的具体要求，包括标称值、精度和误差要求、稳定性要求、温度范围要求、安装尺寸以及与电路性能密切相关的其它要求。因在所有的被动元件中，铝电解电容的失效率最高，所以选型尤为重要。

铝电解电容选型要点：

容量，耐压，温度范围，元件封装形式与尺寸

纹波电流、纹波电压

漏电流、ESR、散逸因数、阻抗/频率特性

电容寿命

实际需要、性能和成本等综合考量

电子元件技术网通过调查工程师在铝电解选型和应用中碰到的问题提出，要关注耐压、容量、温度和尺寸几个参数，也要注意铝电解电容对整个电路的稳定性问题。

铝电解电容是以经过蚀刻的高纯度铝箔作为阳极，以浸有电解液的薄纸或布做阴极构成的极性电容器。

电解电容器结构

1．有极性电解电容器结构及工作原理

有极性电解电容器结构与无极性电解电容器结构有所不同，正是由于这一结构上的不同，两种电解电容器的引脚极性不同。

电解电容器的基本结构是浸在电解液中的两个极板，如图4-37所示。

图4-38（a）是右极性电解电容器内部结构示意图，图4-38（b）是功能结构示意图。图4-38（a）所示是一个铝电解电容器，分别用两层铝箔作为电容器的正、负极板，在这个正、负极板上分别引出正、负极性引脚。

在两铝箔之间用电解纸隔开，使电容器的两极板绝缘。然后，将整个铝箔紧紧地卷起来，浸渍工作电解质（大多为糊状液体），再用外壳密封起来，这就是有极性电解电容器的结构。

2．无极性电解电容器结构及工作原理

无极性电解电容器是电解电容器中的一种，又称为双极性电解电容器，图4-42所示是它的功能结构示意图。

从图中可以看出，这种电解电容器有两个氧化膜，且两个氧化膜一个为nip，另一个为pin，相当于两个PN结背靠背，如图4-42所示。这样，无论正极1还是正极2中的哪一个加上高电位，另一个引脚加有低电位时，两个氧化膜中始终有一个处于通流状态，一个于阻流状态，使两极板之间无较大的电流流过，克服了有极性电解电容器两根引脚有正、负之分的不足。

3．有极性电解电容器等效电路

图4-43所示是有极性电解电容器等效电路，这是没有考虑引脚分布参数时的等效电路。等效电路中，Cl为电容量，Rl为两电极之间漏电阻，VD1为具有单向导通特性的氧化膜。

4．大容量电解电容器等效电路

电解电容器是一种低频电容器，即它主要工作在频率较低的电路中，不宜工作在频率较高的电路中。因为电解电容器的高频特性不好，所以容量很大的电解电容器其高频特性更差。图4-44所示是大容量电解电容器的等效电路， DF30SC4M从中可以找到大容量电解电容器高频特性差的原因。因为在等效电路中串联着一只电感LO，所以詈工作频率高时电感LO感抗很大。