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铝电解电容器与其它薄膜电容器、陶瓷电容器等相比具有大容量、成本低等优点,使其在工业设备、消费电子等产品有着广泛的应用。 焊片式铝电解电容器的结构主要是金属外壳包裹住的芯子,两个引出端分别接盖板的正负极焊针,基本电气性能参数包括电压、容量、ESR、损耗角正切、阻抗、漏电流等。应用在交流设备的场合还要求纹波性能。 焊片式铝电解电容器的原材料有带一定化成电压和静电容量的阳极箔、阴极箔、电解纸、电解液、盖板、铝壳、套管和底垫等。本文从电容器的设计的三个方面出发,一方面从结构出发研究了电容器的结构设计,指出了要设计小型化的电容器需要提高阳极箔的比容等;另一方面举了音响电容器的设计思路,说明要满足音响要求的电容器的设计需要考虑引出线刺铆的位置等;第三方面针对85℃3000小时这一特定的系列出发,研究了满足85℃的环境温度下寿命试验能达到3000小时的电容器的开发设计。最后说明了电容器的寿命计算方法。 本文也初步研究了铝电解电容器的制造工艺分为阳极箔、阴极箔和电解纸的切割及卷绕、芯子在电解液中浸渍、芯子与盖板的铆接、铝壳与盖板的封口、套套管和底垫、老化、测试等工序。 检验一款设计好的电容器是否能满足性能的要求,就需要对电容器进行试验验证并分析试验结果。本文对电容器主要的试验项目像直流寿命、纹波寿命、高温储存、高低温特性、振动、浪涌、低温储存和压力释放都进行了介绍和分析。并用最小二乘法和三次样条插值模拟了直流寿命和纹波寿命试验中的容量、损耗、ESR和漏电的变化,模拟的曲线图和实际测试的数值很接近。 电容器的失效模式也是对电容器进行研究和分析很重要的一方面,由对电容器失效的现象进行分析和研究可以找出产生电容器失效的根本原因,并因此对其从材料上、工艺上、客户端的使用上等进行改善。本文研究了的失效现象有盖板鼓底鼓、盖板或者铝壳漏液、电容器爆炸、电容器的容量逐渐降低、漏电流逐渐降低、损耗角正切和产品内阻逐渐增加等。