1. Kapasitor elektrolitik
Kapasitor elektrolitik ialah kapasitor yang dibentuk oleh lapisan pengoksidaan pada elektrod melalui tindakan elektrolit sebagai lapisan penebat, yang biasanya mempunyai kapasiti yang besar. Elektrolit adalah cecair, bahan seperti jeli yang kaya dengan ion, dan kebanyakan kapasitor elektrolitik adalah kutub, iaitu, apabila bekerja, voltan elektrod positif kapasitor perlu sentiasa lebih tinggi daripada voltan negatif.
Kapasiti tinggi kapasitor elektrolitik juga dikorbankan untuk banyak ciri lain, seperti mempunyai arus bocor yang besar, kearuhan dan rintangan siri setara yang besar, ralat toleransi yang besar, dan jangka hayat yang singkat.
Sebagai tambahan kepada kapasitor elektrolitik kutub, terdapat juga kapasitor elektrolitik bukan kutub. Dalam rajah di bawah, terdapat dua jenis kapasitor elektrolitik 1000uF, 16V. Di antara mereka, yang lebih besar adalah non-polar, dan yang lebih kecil adalah polar.
(Kapasitor elektrolitik bukan kutub dan kutub)
Bahagian dalam kapasitor elektrolitik mungkin merupakan elektrolit cecair atau polimer pepejal, dan bahan elektrod biasanya adalah Aluminium (Aluminium) atau tantalum (Tandalum). Berikut adalah kapasitor elektrolitik aluminium polar biasa di dalam struktur, antara dua lapisan elektrod terdapat lapisan kertas gentian yang direndam dalam elektrolit, ditambah dengan lapisan kertas penebat bertukar menjadi silinder, dimeteraikan dalam cangkang aluminium.
(Struktur dalaman kapasitor elektrolitik)
Membedah kapasitor elektrolitik, struktur asasnya dapat dilihat dengan jelas. Untuk mengelakkan penyejatan dan kebocoran elektrolit, bahagian pin kapasitor dipasang dengan getah pengedap.
Sudah tentu, angka itu juga menunjukkan perbezaan dalam isipadu dalaman antara kapasitor elektrolitik kutub dan bukan kutub. Pada tahap kapasiti dan voltan yang sama, kapasitor elektrolitik bukan kutub adalah kira-kira dua kali lebih besar daripada kutub.
(Struktur dalaman kapasitor elektrolitik bukan kutub dan kutub)
Perbezaan ini terutamanya datang daripada perbezaan besar dalam kawasan elektrod di dalam dua kapasitor. Elektrod kapasitor bukan kutub berada di sebelah kiri dan elektrod kutub di sebelah kanan. Sebagai tambahan kepada perbezaan kawasan, ketebalan kedua-dua elektrod juga berbeza, dan ketebalan elektrod kapasitor kutub adalah lebih nipis.
(Lembaran aluminium kapasitor elektrolitik dengan lebar berbeza)
2. Letupan kapasitor
Apabila voltan yang digunakan oleh kapasitor melebihi voltan tahannya, atau apabila kekutuban voltan kapasitor elektrolitik kutub diterbalikkan, arus bocor kapasitor akan meningkat dengan mendadak, mengakibatkan peningkatan haba dalaman kapasitor, dan elektrolit akan menghasilkan sejumlah besar gas.
Untuk mengelakkan letupan kapasitor, terdapat tiga alur yang ditekan pada bahagian atas perumahan kapasitor, supaya bahagian atas kapasitor mudah pecah di bawah tekanan tinggi dan melepaskan tekanan dalaman.
(Tangki letupan di bahagian atas kapasitor elektrolitik)
Walau bagaimanapun, sesetengah kapasitor dalam proses pengeluaran, menekan alur atas tidak memenuhi syarat, tekanan di dalam kapasitor akan membuat getah pengedap di bahagian bawah kapasitor dikeluarkan, pada masa ini tekanan di dalam kapasitor tiba-tiba dilepaskan, akan terbentuk. satu letupan.
1, letupan kapasitor elektrolitik bukan kutub
Rajah di bawah menunjukkan kapasitor elektrolitik bukan kutub di tangan, dengan kapasiti 1000uF dan voltan 16V. Selepas voltan yang digunakan melebihi 18V, arus bocor tiba-tiba meningkat, dan suhu dan tekanan di dalam kapasitor meningkat. Akhirnya, meterai getah di bahagian bawah kapasitor pecah, dan elektrod dalaman hancur longgar seperti popcorn.
(letupan voltan lampau kapasitor elektrolitik bukan kutub)
Dengan mengikat termokopel pada kapasitor, adalah mungkin untuk mengukur proses di mana suhu kapasitor berubah apabila voltan yang dikenakan meningkat. Rajah berikut menunjukkan kapasitor bukan kutub dalam proses peningkatan voltan, apabila voltan yang digunakan melebihi nilai voltan tahan, suhu dalaman terus meningkat proses.
(Hubungan antara voltan dan suhu)
Rajah di bawah menunjukkan perubahan arus yang mengalir melalui kapasitor semasa proses yang sama. Dapat dilihat bahawa peningkatan arus adalah punca utama kenaikan suhu dalaman. Dalam proses ini, voltan dinaikkan secara linear, dan apabila arus meningkat dengan mendadak, kumpulan bekalan kuasa membuat penurunan voltan. Akhirnya, apabila arus melebihi 6A, kapasitor meletup dengan dentuman yang kuat.
(Hubungan antara voltan dan arus)
Oleh kerana isipadu dalaman yang besar bagi kapasitor elektrolitik bukan kutub dan jumlah elektrolit, tekanan yang dihasilkan selepas limpahan adalah besar, mengakibatkan tangki pelepasan tekanan di bahagian atas cangkang tidak pecah, dan getah pengedap di bahagian bawah kapasitor ditiup terbuka.
2, letupan kapasitor elektrolitik kutub
Untuk kapasitor elektrolitik kutub, voltan digunakan. Apabila voltan melebihi voltan tahan kapasitor, arus bocor juga akan meningkat secara mendadak, menyebabkan kapasitor menjadi terlalu panas dan meletup.
Rajah di bawah menunjukkan kapasitor elektrolitik mengehadkan, yang mempunyai kapasiti 1000uF dan voltan 16V. Selepas overvoltage, proses tekanan dalaman dilepaskan melalui tangki pelepasan tekanan atas, jadi proses letupan kapasitor dielakkan.
Rajah berikut menunjukkan bagaimana suhu kapasitor berubah dengan peningkatan voltan yang digunakan. Apabila voltan secara beransur-ansur menghampiri voltan tahan kapasitor, arus baki kapasitor meningkat, dan suhu dalaman terus meningkat.
(Hubungan antara voltan dan suhu)
Angka berikut ialah perubahan arus kebocoran kapasitor, kapasitor elektrolitik 16V nominal, dalam proses ujian, apabila voltan melebihi 15V, kebocoran kapasitor mula meningkat dengan mendadak.
(Hubungan antara voltan dan arus)
Melalui proses percubaan dua kapasitor elektrolitik yang pertama, ia juga boleh dilihat bahawa had voltan bagi kapasitor elektrolitik biasa 1000uF tersebut. Untuk mengelakkan kerosakan voltan tinggi kapasitor, apabila menggunakan kapasitor elektrolitik, adalah perlu untuk meninggalkan margin yang mencukupi mengikut turun naik voltan sebenar.
3，kapasitor elektrolitik secara bersiri
Di mana sesuai, kemuatan yang lebih besar dan kemuatan yang lebih besar menahan voltan boleh diperoleh melalui sambungan selari dan siri, masing-masing.
(popcorn kapasitor elektrolitik selepas letupan tekanan berlebihan)
Dalam sesetengah aplikasi, voltan yang digunakan pada kapasitor ialah voltan AC, seperti kapasitor gandingan pembesar suara, pampasan fasa arus ulang-alik, kapasitor peralihan fasa motor, dll., yang memerlukan penggunaan kapasitor elektrolitik bukan kutub.
Dalam manual pengguna yang diberikan oleh beberapa pengeluar kapasitor, ia juga diberikan bahawa penggunaan kapasitor kutub tradisional oleh siri belakang ke belakang, iaitu, dua kapasitor dalam siri bersama, tetapi kekutuban adalah bertentangan untuk mendapatkan kesan bukan- kapasitor kutub.
(kapasiti elektrolitik selepas letupan voltan lampau)
Berikut adalah perbandingan kapasitor kutub dalam penggunaan voltan hadapan, voltan terbalik, dua kapasitor elektrolitik siri belakang-ke-belakang kepada tiga kes kemuatan bukan kutub, perubahan arus kebocoran dengan peningkatan voltan yang digunakan.
1. Voltan ke hadapan dan arus bocor
Arus yang mengalir melalui kapasitor diukur dengan menyambungkan perintang secara bersiri. Dalam julat toleransi voltan kapasitor elektrolitik (1000uF, 16V), voltan yang digunakan ditingkatkan secara beransur-ansur daripada 0V untuk mengukur hubungan antara arus bocor dan voltan yang sepadan.
(kapasiti siri positif)
Rajah berikut menunjukkan hubungan antara arus bocor dan voltan kapasitor elektrolitik aluminium kutub, yang merupakan hubungan tak linear dengan arus bocor di bawah 0.5mA.
(Hubungan antara voltan dan arus selepas siri hadapan)
2, voltan terbalik dan arus bocor
Menggunakan arus yang sama untuk mengukur hubungan antara voltan arah yang digunakan dan arus bocor kapasitor elektrolitik, dapat dilihat dari rajah di bawah bahawa apabila voltan terbalik yang digunakan melebihi 4V, arus bocor mula meningkat dengan cepat. Dari cerun lengkung berikut, kemuatan elektrolitik terbalik adalah bersamaan dengan rintangan 1 ohm.
(Voltan terbalik Hubungan antara voltan dan arus)
3. Kapasitor siri belakang ke belakang
Dua kapasitor elektrolitik yang sama (1000uF, 16V) disambungkan secara bersiri ke belakang untuk membentuk kapasitor elektrolitik setara bukan kutub, dan kemudian keluk hubungan antara voltan dan arus bocor diukur.
(kapasiti siri kekutuban positif dan negatif)
Rajah berikut menunjukkan hubungan antara voltan kapasitor dan arus bocor, dan anda boleh melihat bahawa arus bocor meningkat selepas voltan yang digunakan melebihi 4V, dan amplitud semasa kurang daripada 1.5mA.
Dan pengukuran ini agak mengejutkan, kerana anda melihat bahawa arus bocor kedua-dua kapasitor siri belakang ke belakang ini sebenarnya lebih besar daripada arus bocor satu kapasitor apabila voltan digunakan ke hadapan.
(Hubungan antara voltan dan arus selepas siri positif dan negatif)
Walau bagaimanapun, atas sebab masa, tiada ujian berulang untuk fenomena ini. Mungkin salah satu kapasitor yang digunakan ialah kapasitor ujian voltan terbalik tadi, dan terdapat kerosakan di dalam, jadi keluk ujian di atas dijana.
Masa siaran: Jul-25-2023
