چگونه ترکیب الکترولیت بر عملکرد و عمر خازن الکترولیتی آلومینیوم تأثیر می گذارد

یک مهندس یک بار با یک سوال ساده با ما تماس گرفت: چرا دو خازن با ولتاژ و ظرفیت یکسان در یک منبع تغذیه رفتار متفاوتی دارند؟ پاسخ در الکترولیت آنها بود. در یک خازن الکترولیتی آلومینیومی، الکترولیت جزییات جانبی نیست - این ماده کاری است که ظرفیت خازنی بالا را امکان پذیر می کند، مقاومت داخلی را کنترل می کند، رفتار دما را شکل می دهد و تا حد زیادی تعیین می کند که قطعه چقدر طول می کشد.

کاری که یک الکترولیت در داخل خازن انجام می دهد

یک خازن الکترولیتی آلومینیومی در اطراف یک فویل آند آلومینیومی با خلوص بالا ساخته شده است که سطح آن به صورت الکتروشیمیایی حکاکی شده است تا ناحیه موثر آن را با دستورات بزرگی بزرگتر کند. سپس آن سطح حکاکی شده آنودایز می شود تا یک لایه نازک اکسید آلومینیوم تشکیل شود که به عنوان دی الکتریک عمل می کند. الکترولیت در تونل های حکاکی شده فویل نفوذ می کند و با اکسید در کل سطح واقعی آن تماس می گیرد. این کاتد واقعی خازن است: یون های موجود در الکترولیت مدار را به فویل کاتد کامل می کنند در حالی که سد اکسیدی مانع از جریان مستقیم الکترون می شود.

از آنجایی که دی الکتریک بسیار نازک است و ناحیه موثر بسیار زیاد است، یک خازن الکترولیتی آلومینیومی مرطوب ظرفیت بسیار بالاتری را در واحد حجم نسبت به انواع فیلم یا سرامیکی که متکی به دی الکتریک های ضخیم تر یا ناحیه موثر کوچکتر هستند، به دست می آورد. بدون الکترولیت، خازن فقط یک تکه فویل حکاکی شده با پوسته اکسید شکننده است.

الکترولیت همچنین خود ترمیم می کند. هنگامی که یک نقص در لایه اکسید اجازه جریان محلی کوچکی را می دهد، الکترولیت حاوی اکسیژن، نقطه آسیب دیده را دوباره اکسید می کند و مانع را بازیابی می کند. این مکانیزم خود ترمیم همان چیزی است که به الکترولیت های آلومینیومی اجازه می دهد تا از حوادث کوتاه اضافه ولتاژ و نقاط ضعف دی الکتریک داخلی جان سالم به در ببرند.

سه خانواده از سیستم های الکترولیت

کلاس‌های اصلی الکترولیت‌هایی که امروزه در تولید استفاده می‌شوند، سیستم‌های مایع (غیر جامد)، سیستم‌های ژل و سیستم‌های پلیمری جامد هستند. هر یک از این موارد، مبادلات بین ESR، قابلیت ولتاژ، محدوده دما، طول عمر و هزینه را تغییر می دهد.

الکترولیت های مایع برای کاربردهای صنعتی، اینورتر و روشنایی ولتاژ بالا کار می کنند که در آن خازن باید در برابر ولتاژ بالا مقاومت کند و مکانیزم خود ترمیم کننده محافظت در برابر استرس گذرا را فراهم می کند. الکترولیت های ژل بین مایع و پلیمر قرار می گیرند که اغلب برای افزایش عمر در طرح های فشرده استفاده می شود. الکترولیت های پلیمری جامد که الکترون ها را از طریق یک نیمه هادی آلی مانند PEDOT هدایت می کنند، حالت شکست خشک شدن را به طور کامل حذف می کنند و ESR بسیار پایینی را ارائه می دهند.

چگونه الکترولیت پارامترهای عملکرد کلیدی شما را تنظیم می کند

ESR و جریان موج دار

مقاومت سری معادل مستقیماً از هدایت یونی الکترولیت و مقاومت اتصالات فویل ناشی می شود. در الکترولیت مایع، با کاهش دما، تحرک یون کاهش می‌یابد، بنابراین ESR در -20 درجه سانتیگراد یا -40 درجه سانتیگراد به شدت افزایش می‌یابد. الکترولیت های پلیمری نوسان دمایی بسیار کمتری دارند. به همین دلیل است که طراحانی که گرمایش ریپل را در دمای محیط بالا اندازه‌گیری می‌کنند یا به امپدانس پایدار در دمای پایین نیاز دارند به منحنی ESR نگاه می‌کنند. اگر در حال بررسی نحوه رفتار شیمی های مختلف تحت استرس امواج بالا هستید، بررسی آن کمک می کند چگونه مقاومت سری معادل در خازن های الکترولیتی آلومینیومی ایجاد می شود .

محدوده دما و شروع سرد

نقطه انجماد یک الکترولیت مایع توسط مخلوط حلال کنترل می شود. مواد شیمیایی مبتنی بر اتیلن گلیکول با افزودنی‌های ویژه امکان کارکرد تا -40 درجه سانتی‌گراد یا کمتر را فراهم می‌کند. خازن‌هایی که از چنین فرمول‌هایی استفاده می‌کنند به‌عنوان قابل استارت در سرد به بازار عرضه می‌شوند: آن‌ها تحرک یونی کافی را حفظ می‌کنند که خازن به سرعت شارژ می‌شود و ESR در حد مشخصات باقی می‌ماند. برای برق مخابراتی در فضای باز، کنترل های توربین بادی و تجهیزات شارژ EV در آب و هوای سرد، این یک ویژگی اختیاری نیست.

مادام العمر و قانون 10 درجه

قانون آشنای طول عمر - هر 10 درجه سانتی گراد کاهش در دمای هسته تقریباً طول عمر را دو برابر می کند - در مورد دی الکتریک نیست. این در مورد تبخیر الکترولیت است. در یک خازن مایع، حلال به تدریج از طریق مهر و موم لاستیکی خارج می شود. هنگامی که الکترولیت خشک می شود، ظرفیت خازن کاهش می یابد، ESR بالا می رود و قطعه از کار می افتد. طرح‌های با عمر طولانی‌تر با استفاده از حلال‌های با فراریت کمتر، درزگیرهای بهتر و گاهی اوقات از ترکیب شیمیایی ژل، سرعت خشک شدن را کاهش می‌دهند. طرح‌های با موج‌های زیاد به گرمایش هسته می‌افزایند، بنابراین همان الکترولیت می‌تواند عمر بسیار کوتاه‌تری در کاربردهای ضعیف داشته باشد.

تنش ولتاژ و جریان نشتی

رسانایی الکترولیت و خلوص شیمیایی نیز بر جریان نشت از طریق اکسید تأثیر می گذارد. ناخالصی ها یا محتوای آب می توانند با اکسید واکنش دهند و نشت را به خصوص در دمای بالا افزایش دهند. سازندگان دقیق این امر را با پالایش فرمول الکترولیت و با پیرکردن خازن ها تحت ولتاژ قبل از ارسال کنترل می کنند.

این به چه معناست برای انتخاب خازن

با استرس اعمال شروع کنید، سپس سیستم الکترولیتی را انتخاب کنید که صادقانه آن را مدیریت می کند.

آب و هوای سرد: شارژر یا یکسو کننده مخابراتی در فضای باز ممکن است راه اندازی -35 درجه سانتیگراد را ببیند. یک خازن استاندارد الکترولیت مایع ممکن است در آن دما به درستی شارژ نشود. را سری شعاعی با دمای پایین شروع به کار CD11GE دقیقاً برای این الگو، ترکیب یک الکترولیت با دمای پایین با فرکانس بالا و عملکرد کم مقاومت ایجاد شد. خازن را در قسمت هایی از برگه مشخصات که در زمستان اهمیت دارند قابل استفاده می کند.

رادیو ولتاژ پایین با مقاومت کم با فرکانس بالا راه اندازی با دمای پایین CD11GE Nantong Xingchen Electron Co., Ltd. در چین عمده فروشی CD11GE با دمای پایین استارت با فرکانس بالا با مقاومت پایین ولتاژ پایین شعاعی ... مشاهده محصول →

ریپل بالا با فضای محدود برد: برای سرور، خروجی های مبدل 5G و مبدل DC/DC که فضای برد کم و جریان ریپل زیاد است، سری پلیمری فشرده HDE روی سطح با ESR پایین و درجه ریپل بالا، اغلب می تواند جایگزین خازن های آلومینیومی مایع بسیار بزرگتر شود و با حذف مکانیسم خشک کردن حلال، قابلیت اطمینان را بهبود بخشد.

HDE کوچک، ESR کم، الکترولیتی پلیمری پلیمری با سطح موج دار بالا Nantong Xingchen Electron Co., Ltd. عمده فروشی HDE با اندازه کوچک، ESR کم، الکترولیتی پلیمری پلیمری با سطح موج دار بالا است ... مشاهده محصول →

گذرگاه ولتاژ بالا: اینورترهای فتوولتائیک و شمع های شارژ باید صدها ولت را با حاشیه کافی نگه دارند. را سری CD11H با طول عمر بالا با ولتاژ بالا از یک سیستم الکترولیت مایع با ولتاژ بالا استفاده می کند و در عین حال قوانین طراحی طولانی مدت را در ذهن دارد. این نمونه ای از این است که چگونه یک الکترولیت خوب شکل گرفته می تواند به یک باس ولتاژ بالا بدون از بین بردن قابلیت ریپل خدمت کند.

تامین کننده خازن الکترولیتی آلومینیومی شعاعی با ولتاژ بالا CD11H Nantong Xingchen Electron Co., Ltd. عرضه کننده خازن الکترولیتی آلومینیومی شعاعی با ولتاژ بالا CD11H در چین است... مشاهده محصول →

هر سری را که انتخاب می‌کنید، منحنی ESR در مقابل دما، ضریب کاهش جریان موج دار برای دمای محیط و مدل طول عمر فروشنده را تأیید کنید. ظرفیت و ولتاژ بخش آسان انتخاب هستند. الکترولیت جایی است که برگه داده صادقانه می شود.

ملاحظات منابع و کیفیت

سازگاری مهم است زیرا مدیریت الکترولیت یک مسئله تولید است، نه فقط یک موضوع طراحی. اگر فرآیند پر شدن الکترولیت اجازه ایجاد حباب‌های هوا را بدهد، اگر فرمولاسیون بین دسته‌ها جابه‌جا شود، یا اگر آغشته‌سازی به طور کامل به تونل‌های حک‌شده نرسد، همان فویل و اکسید می‌توانند عملکرد متفاوتی داشته باشند. یک کارخانه خازن نیاز به دوز دقیق، پیری کنترل شده و آزمایش تولید واقعی دارد تا مطمئن شود که الکترولیت داخل هر قسمت دارای مشخصات یکسانی است. به عنوان سازنده ای که از سال 1985 خازن های الکترولیتی آلومینیومی را تولید می کند، خطوط تولید خودکار را اجرا می کنیم و از سیستم های MES، ERP و WMS استفاده می کنیم تا بتوان هر دسته را ردیابی و تأیید کرد. هنگامی که یک تامین کننده را ممیزی می کنید، بپرسید که آنها چگونه الکترولیت را توزیع و اشباع می کنند، چگونه محتوای آب را کنترل می کنند و چه آزمایش هایی را پس از پیری انجام می دهند. این جزئیات قابلیت اطمینان میدان طولانی مدت را بسیار بیشتر از برچسب روی جعبه تعیین می کند.

ذخیره سازی نیز با الکترولیت تعامل دارد. خازنی که سال‌ها روی قفسه قرار می‌گیرد می‌تواند قبل از استفاده، الکترولیت خود را از طریق درزگیر از دست بدهد. ذخیره سازی توصیه شده معمولاً دو تا سه سال است. ذخیره سازی طولانی تر باید توسط یک آزمایش اصلاح یا پیری برای بازیابی اکسید دنبال شود. این یک نکته کاربردی است که خریداران اغلب هنگام مقایسه قیمت ها از آن غافل می شوند.

دلیل وجود خازن الکترولیتی آلومینیومی، الکترولیت است. این مؤلفه ای است که چگالی خازنی بالا را ممکن می کند، ماده ای است که رفتار ESR و دما را کنترل می کند و اولین چیزی است که در فرسودگی معمولی تخریب می شود. انتخاب رویکرد از سمت الکترولیت - دمای کار، تنش امواج، ولتاژ و طول عمر مورد نیاز خود را مشخص کنید، سپس آن نیازها را به مجموعه‌ای که برای زنده ماندن آنها طراحی شده است، ترسیم کنید. این عادت بیشتر از هر مرحله دیگری در انتخاب خازن، از خرابی میدان جلوگیری می کند.