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铝电解电容范文1
1、电解电容并联在电瓶上可以有效地保护电瓶瞬间大电流放电。
2、例如当电动车启动瞬间,需要很大的启动电流。电瓶和电容同时向电机供电,而电容可以瞬间对电机提供强大的电流。对电瓶有一定的保护作用。
3、电解电容是电容的一种,金属箔为正极(铝或钽),与正极紧贴金属的氧化膜(氧化铝或五氧化二钽)是电介质,阴极由导电材料、电解质(电解质可以是液体或固体)和其他材料共同组成,因电解质是阴极的主要部分,电解电容因此而得名。
4、同时电解电容正负不可接错。铝电解电容器可以分为四类:引线型铝电解电容器;牛角型铝电解电容器;螺栓式铝电解电容器;固态铝电解电容器。
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铝电解电容范文2
关键词:变频器;电解电容器;性能研究
对于变频器中的电解电容器分析,主要是通过确定电解电容器的电容量、额定电压等参数进行确定,通过将电解电容器应用为整流滤波电容器,这主要是由于单相整流电路影响所导致的。通过研究电解电容器,充分发挥电解电容器的作用,能够更好的发挥变频器的功能,保证工业自动化程度的不断提高。
一、电解电容器概述
电解电容器的内部可以对电荷中的电解质材料起到存储作用,分为正极和负极,不能接反。正极是粘上氧化膜的金属基板,而负极则是通过金属极板和电解质连接。无极性电解电容器的结构为双氧化膜,它的两个电极与金属极板分别相连,两组氧化膜的中间属于电解质[1]。有极性电解电容器在电源电路或者低频及中频电路中起到电源滤波的作用。在额定环境温度下或者是最低环境温度下,可以对电容器的最高直流电压有效值进行连续叠加,并将其直接标注在电容器的外壳上面。但如果工作电压超出了电容器的耐压,就会导致电容器被击穿,从而造成永久性损坏[2]。
电解电容器上面的直流电压,作用在电容上,会产生漏电电流,直流电压和电容器之间的比,就是绝缘电阻。在电容很小的时候,应当对电容表面的状态进行分析,若电容量>0.1uf,就应当对介质的性能引起关注,应尽量让绝缘电阻变大。在电场的影响之下,电容在一定时间内会产生发热现象,而发热又会导致能量的消耗。在实践中,每个电容都会对其在频率范围之内的损耗值做出规定,通常情况下,电容的损耗中包括了介质损耗、能量损耗以及电容中金属本身电阻的损耗。另外,漏导损耗是电容器损耗的主要表现形式,而电容器损耗又是在直流电厂作用下产生的。但是在因为交变电场的影响,导致电容的损耗不止与漏电消耗有关,还和周期性极化有着密不可分的关系。电解电容器的主要作用是去耦、滤波、耦合、隔直流以及温度补偿等,应当保证电解电容器的电压在其耐压值的范围内,不然会出现故障。
二、变频器用电解电容器性能的影响因素
通过对电解电容器进行分析可知,电解电容器的应用对于保障变频器的正常运行具有重要意义,因此,应当加强对影响电解电容器的因素进行分析,并据此采用相应的控制措施,以加强电解电容器性能控制,从而提高变频器的运行发展水平。
1、电解电容器参数
电解电容器的主要参数包括额定纹波电流、寿命、ESR(等效串联电阻)等,这些参数在不同的囟然肪诚拢也会有不同的纹波电流被称系数,进而对电解电容器的性能产生影响。对于电解电容器的参数,应当根据电解电容器的运行情况进行严格控制,从而保证变频器的运行需求[3]。
2、电解电容器ESR
在变频器的运行过程中,纹波电流都会经过电解电容器,在通过电解电容器的ESR时会产生功能号,进而形成热量。比如将30kW的变频器,连在直流母线上的电解电容器ESR为60-90mΩ,而且如果纹波电流如果超过80-90A,则会在两个并联和两个串联的电解电容器上面产生功耗,约40-70W,这样,每一个电解电容器所产生的损耗大约为10-20W[4]。如果所应用的电解电容器的散热性能较差,则会导致电解电容器运行过程中产生更多的热量,温度升高,从而影响到电解电容器的使用寿命。
3、电解电容器阻抗频率的特性
电解电容器的感抗作用,表现在其阻抗频率特征之中,很多生产厂家并没有对寄生电感进行分析,并给出准确的参数。但在变频器的实际运行过程中,寄生电感会对逆变器的性能产生严重影响。如果两只串联的电解电容器,其所产生的寄生电感为200mH,那么如果此时的电流变化率为500A/μs,那么在直流母线上产生的感生电势则有100V,这势必会导致逆变器受到开关损耗,并由此产生较大的电磁干扰,不利于电解电容器的正常运行,更会对变频器运行产生影响[5]。要想充分了解电解电容器ESR对逆变器性能产生的影响,可以在直流母线上面接上变频器专用的缓冲电容器,以对直流母线的阻抗起到降低作用。
三、电解电容器性能控制
对于变频器的运行来说,选择电解电容器应用是根据变频器的需要来决定的,这组要是由于ESR的性能要求直流母线内的电阻不能过低,尤其是低温环境下更不能过低,但如果是数十纳亨的单体ESL,再加上连线结构的因素影响,会导致直流母线中的寄生电感增加到数百纳亨,这样,如果电流变化率增大,则会导致产生的感生电势非常高,从而导致开关时会产生较大的开关应力,并造成巨大的损耗[6]。对此,需要应用专门的直流母线对电解电容器产生适当的缓解作用,在这个过程中,出现的最大的问题就是电解电容器的寿命问题。对于电解电容器的制造和生产,要充分考虑制造成本,在此情况下,电解电容器的纹波电流的承受能力会更加的接近极限,这样即便是在常温的环境条件下,内部温度也会随着纹波电流的影响而出现明显上升的情况,从而导致电解电容器的常温条件也会导致其使用寿命受到严重影响,最终会对变频器的使用寿命产生影响,大大降低变频器的应用时间。
变频器中的电解电容器对于变频器的运行影响较大,这是有目共睹的事情。但对于变频器的设计,更多的工程师主要是关注电力半导体器件的研发,但对于电力电子领域中的元件革新却缺乏深度。而当电力半导体器件发展到一定条件下时,电力电子的电路性能就会受到元件的影响和约束,电解电容器便是这个条件下产生的制约产物。当前,元件制造技术也不断发展,会逐步退出更多适合变频器运行的电容器,以解决应用电解电容器所无法解决的问题。
结束语:
通过对变频器用电解电容器的性能进行分析,可以明确电解电容器在变频器中应用的重要性及功能发挥,并通过对电解电容器的性能影响因素进行控制,从而强化电解电容器在变频器中的应用,以更好的满足工业自动化发展,并实现工业自动化发展水平的提升。
参考文献:
[1]陈永真. 第7讲 电解电容器基础知识(二)――一般用途电解电容器[J]. 电源世界,2015,(05):63-65.
[2]郑红梅,吴玉程,黄新民,胡学飞,刘勉诚,杨蓓蓓. 铝电解电容器用电子铝箔的性能分析与比较[J]. 功能材料与器件学报,2012,(01):10-16.
[3]郭敏. 腐蚀频率对铝电解电容器用低压铝箔性能的影响[J]. 电子元件与材料,2011,(07):39-41+46.
[4]陈晓军,喜P. 铝电解电容器套管检测自动化生产线控制系统设计[J]. 制造业自动化,2010,(04):78-79+172.
铝电解电容范文3
上市公司中,天喻信息(300205)与支付宝、腾讯在技术层面合作,旗下有多种形态产品支持无感支付。捷顺科技(002609)目前已推出捷停车“无感支付”,同时也正在积极推动与支付宝的合作开发。
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上市公司中,艾华集团(603989)是国内铝电解电容龙头,拥有从腐蚀箔、化成箔到铝电解电容器及生产设备的完整产业链。江海股份(002484)主营铝电解电容器系列产品及其主要的原材料化成箔。
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铝电解电容范文4
关键词:电阻电容电感参数性能
电阻、电容、电感作为常见的电路元件,在任何电路中几乎都能看他们的存在。由于这些电子元件太普通,以至于电路设计者在进行电路设计时一般只关心其基本的参数,即电阻阻值,电容容量,电感感量,而对其他的参数却不太关心甚至忽略了,因此往往会出现这样的现象,虽然电路设计原理正确,但在把电路图纸转化为实物以后,经常出现一些意想不到的现象,但又很难找出出现故障的原因。该文将通过几个实例分析,简要的介绍一下基本电子元件电阻、电容、电感在实际电路设计中进行选择的基本常识。
1电阻的选择
1.1电阻的分类及特点
电阻主要有四种,碳膜电阻,线绕电阻,金属膜电阻,金属氧化膜电阻。碳膜电阻稳定性良好,负温度系数小,高频特性好,受电压和频率影响较小,噪声电动势较小,阻值范围宽,但精度不高。线绕电阻具有较低的温度系数,阻值精度高,稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻使用,缺点是高频性能差。金属膜电阻比碳膜电阻的精度高,稳定性好,温度系数小。金属氧化膜电阻在高温下稳定,耐热冲击,负载能力强。
1.2案例分析
如图1所示电路,该电路是一个常见的滤波电路,在设计中电阻R的功率为1/16瓦,该电阻在此电路中的作用主要是衰减电路中的噪声,但在实际运行中,经常出现电阻爆裂的现象,经过测试,造成该现象的主要原因是在设计中只关注了电阻阻值,而忽视了对电阻额定功率的选择。1.3电阻选择要点在选择电阻时,首先考虑的是电阻阻值的大小,这可以通过计算得到。由于电阻上有电流通过,因此电阻会消耗功率,为了保证电路的可靠运行,这时还需要考虑电阻的额定功率,特别是在功耗高的支路上,电阻额定功率的选择尤为重要,否则很容易损坏电阻。在一般的电源电路和其他设定器件工作参数的电路中,如电源电路中的电压或电流取样电阻,在晶体管放大电路中用于设置电路工作点的偏置电阻等,为了保证电路的稳定工作,对相关电阻的精度要求将会大大提高,在这种情况下一般应选用金属膜电阻或金属氧化膜电阻。对于绕线电阻,虽然精度高,但分布参数较大,不适合用于高频电路中。
2电容的选择
2.1电容的分类及特点
陶瓷电容:用高介电常数的钛酸钡一氧化钛挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成,体积小,价格低,稳定性好,但容量较低。钽电容:使用钽作为介质,是一种电解电容,但不使用电解液,适合在高温下工作。其特点是温度特性好,适宜于小型化。主要缺点是耐压耐电流能力较弱。铝电解电容: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。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。
2.2电容的主要作用
从电容的容抗公式Z=1/ωC可以看出,信号频率和电容容量都会影响其阻抗的大小,正是基于此原因,电容的一个重要作用就是滤波,几乎所有的电源电路中都会用到。从理论上说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。但实际上超过1uF的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大的电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高频。电容的第二个主要作用就是起旁路作用,旁路电容为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求,就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。电容的第三个主要作用是起去耦作用,避免电路间的耦合干扰。
2.3案例分析
如图2所示电路,在少量数据处理时,电路工作正常用,而一旦出现大数据处理,偶尔会发生数据丢失现象。在一般情况下,可能会认为是时钟或CPU出了问题,但实际上在此电路中并非如此。测量CPU供电引脚,发现纹波电压很高,最后在该引脚增加两个小电容以加强滤波作用,此时数据丢失现象即消失。
2.4电容选择要点
陶瓷电容体积小、稳定性好,但容量小,适用于高频滤波。钽电容温度稳定性好,容值较大,耐压耐流能力弱,适用于高频滤波。铝电解电容容量大,耐压高,但精度差,适用于低频波波。另外还需要特别关注电容的阻抗与频率变化的关系,事实上,一个电容器可等效成R、L、C二端线性网络,不同类型的电容器其等效参数R、L、C的差异很大,等效电感大的电容器(如电解电容器)不适合用于耦合、旁路高频信号,等效电阻大的电容器不适合用于Q值要求高的振荡回路中。
3电感的选择
3.1电感的作用
由电感的阻抗公式Z=ωL可知,频率越高,电感的阻抗越高,而对直流的阻抗为零,因此电感的一个基本作用就是通交流阻直流。另外由于电感是由导线绕制而成,由法拉弟电磁感应定律可知,当通过电感的电流发生变化时,电感将产生感应电动势,从而阻碍电流的变化,所以电感具有保持器件电流稳定的作用。最后电感还有滤波的作用。
3.2案例分析
如图3所示电路,电源电压纹波较大,该电路中的LC滤波器本是用于滤波的,然而正是由于这个LC滤波器,导致了电路发生了谐振,该谐振信号叠加在输出电压上,从而使输出电压纹波增大,把滤波电感去掉,输出电压上几乎波有纹波电压。
3.3电感选择要点
电感与电容构成低通滤波器时,要防止噪声频率点与谐振频率点的重合,以免产生共振。电感串联在电源电路中,要考虑电感器件的压降。信号线上的电感,要注意其品质因数与频率的关系,电源电路上使用的电感,要注意其直流电阻,额定电流大小等,特别需要强调的是在选电感时,首先应明确其使用频率范围,铁芯线圈只能用于低频,一般铁氧体线圈、空心线圈可用于高频。
4结语
电阻、电容、电感作为基本的电子元件,他们的性能参数对电路的正常工作有极大的影响。该文通过几个简单的案例分析,说明在电路设计时不能简单的只考滤电阻阻值、电容容量、电感感量,为了提高电路的工作质量及电路工作的稳定性还需要考虑其他的参数,并简单的说明了选型的基本原则。
参考文献
[1]王剑宇.高速电路设计与实践[M].北京:电子工业出版社,2010.
[2]张金.电子设计与制作100例[M].北京:电子工业出版社,2009.
铝电解电容范文5
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.11.041
电解原理上承原电池原理及其应用,下启电解饱和食盐水、电镀、铜的电解精炼、电冶金和外加电流的阴极保护法防止金属腐蚀等电解原理的具体应用。所以电解原理是电化学的重要基础理论,在工业生产中有着重要应用。苏教版《化学必修2》P42图2-14电解氯化铜溶液的实验装置与苏教版《化学反应原理》P19图1-21电解氯化铜溶液示意图基本相似,均为用U型管电解氯化铜溶液,见图1。但是我们认为有几点不足:①装置不轻便,药品用量多浪费大,每次至少要20mL,不符合“绿色化学”理念;②该方法要观察到明显红色的金属Cu,就需要较长时间(约10min),由于氯气有毒,没有尾气处理装置,所以空气污染性重,影响师生身体健康;③该方法所用CuCl2溶液未注明,如果较浓可能没有明显红色的金属Cu,因为产生的CuCl与溶液中的Cl-生成CuCl2-、CuCl32-、CuCl43-等配离子溶解在CuCl2溶液中,生成深棕黑色的溶液。下面介绍一种课本实验改进的微型实验装置(图2),用量少,效果好,该原创实验改进曾获得2011年镇江市化学创新实验一等奖。
一、实验器材准备
稳压电源(或电池盒)1只、带鳄鱼夹导线2根、碳棒2根、10cm×10cm薄木板1一块、玻璃片1块、1×2cm滤纸1片、盛感冒胶囊的塑料底板穴剪成“c”型1个;小铁钉8根(每根碳棒两边各钉两根小铁钉固定)
二、实验过程
(1)把滤纸衬在“c”型塑料片内,放上两根碳棒,碳棒相距2~3mm;
(2)两根导线分别接在电源的正负接线柱上,用鳄鱼夹分别压住碳棒夹在碳棒两边的两根小铁钉上;
(3)再往滤纸上滴2~3滴0.8mol·L-1氯化铜溶液;
(4)接通电源,1分钟后,用镊子取一片用蒸馏水湿润的碘化钾淀粉试纸靠近在与电源正极相连的碳棒,碘化钾淀粉试纸变蓝并能闻到刺激性气味;
(5)关闭电源,取下另一支碳棒,碳棒上有红色物质出现。
三、实验创新优点
铝电解电容范文6
【关键词】电子镇流器 效率 变压器设计
1 电子镇流器概述
作为镇流器的一种,电子镇流器是指通过电子技术驱动电光源,利用电能做功,使其产生可见光的一种电子设备。它能够将高频的交流电转换为直流电,而后再通过逆变器将直流电转换为高频的交流电,并以此来驱动灯管发挥作用。就目前来说,我国大部分的日光灯多使用电子镇流器。电子镇流器工作原理如下:电子镇流器首先将50/60Hz的工频市电电源转换为直流电,并通常利用桥式全波整流滤波电路来实现AC-DC变换器。电子镇流器的核心是DC-AC变换器,其作用是产生频率大多为25-45KHz的高频交流电(也许是更高频率)。从性价比方面考量,目前采用较多的是半桥逆变配置的拓扑结构。由此可见,电子镇流器对于灯的正常启动和稳态工作起着至关重要的作用。
首先,电子镇流器的使用,不但可以稳定电源,还能有效地降低自身的功耗,更有效的节能。电子式镇流器不仅比电感式镇流器功耗小,而且可有效促使在高频下工作的荧光灯提高光能效达到10%。对于目前大多数设计的电子式镇流器均采用功率因素校正(PFC)措施,使功率因素(PF)高达0.99.其次,电子镇流器的重量较轻,使用过程中不会产生频闪和工频噪声。它采用体积较小的铁氧体磁心来组成电感,线路空间较小,因此应用起来十分方便。再次,电子镇流器能够在照明灯出现异常状态时发挥其保护作用,自动停止运行,防止设备的损害,进一步延长其使用寿命。在启动时,电子镇流器不会发生闪烁现象,具有相应的预热启动功能,也有效地防止了照明灯被烧坏的情况。除此之外,电子镇流器还能实现智能控制,进行光亮大小的调节。总之,电子镇流器的应用能够有效地提高供电系统的利用率,对于提高电能质量、节约电能资源具有十分重要的意义。
2 电子镇流器设计细节要点
目前市场方面和各国家方面对能效的要求越来越严格,对于提高电子镇流器的工作效率,就形成了一个新的研究课题。诸多相关工作人员正充分调动相关的积极因素,设计优化产品来提升电子镇流器的能效。下面,将从变压器的设计以及电容器的选择两个方面对电子镇流器效率提升的影响进行深入探讨。
2.1 变压器设计对效率提升的影响
作为电子镇流器的重要原件之一,变压器的设计对整个镇流器的效率也影响很大。在变压器设计时,需要关注变压器的涡流损,涡流损是因为铁芯中交变磁通Φ不仅能在线圈里感应出电压,同时在铁芯中也会感应出电压,铁芯由于也是导体,在感应电压下形成了电流,这个电流称为涡流。涡流遇铁芯阻力就会形成电路中的功率损失。所以选择铁芯上也要注意如下几个因素:(1)饱和磁通密度高即Bs――由于磁通Φ=磁通密度B*截面积A,要得到一定的磁通Φ,饱和磁通密度高Bs大可使铁芯体积小,使变压器更小型化。(2)导磁系数u大,导磁系数u越大,铁芯束缚磁力线的能力越强,相对来说漏磁通会小一些。(3)铁损小,铁损如果大会有温升问题,对变压器的工作特性会有影响。对于选定骨架尺寸的变压器,就要找到铜线损耗和铁芯损耗的平衡点。选材时选用的铜线短而粗,相对应的铜线损耗较低,相反铜线损耗将增加。与此同时选材时选用的铁芯越大,铁芯损耗越大。这两个因素相互制约,在电子镇流器正常工作时,设计使变压器的工作温度在磁芯温度曲钱中由负温度系数向下行走至上升前的一段。这样的设计是为了保障随着磁芯损耗变低,变压器的温度不会升高。即铜线损耗和铁芯损耗的平衡点,抓住这一个参考平衡点对效率的设计是很有利的。
2.2 电容器对效率提升的影响
除了变压器之外,电容器在电子镇流器所需元件中占较大比例,在电子镇流器的电容器中,比较关健的是滤波用的铝电解电容器和LC串联谐振电路中的灯启动用电容器。目前主流选择低损耗和长寿命的铝电解电容器作为储能电容,因为铝电解电容器具有体积小、储电量大、成本低的优势,不仅大小电流充放电速度快,而且高低温特性好,同时具有节能、能量转换率高的特点。而这颗储能铝电解电容器对电子镇流器的寿命影响非常大。整体而言,对于电子镇流器上所选用的电容器重点也要放在内阻小这一重要因素,内阻小温度低就会使电容器自身的损耗降到最小。就各项参数而言,电容器的内阻是通过纹波电流ripple current体现的,纹波电流越大,内阻相对越小。由此,对电路中选择合适参数的电容器对降低电子镇流器功耗,提高效率也做出了相应的贡献。
3 总结
随着我国照明工程的深入发展,电子镇流器应用已经被广泛应用于各个领域,包括在家庭照明,工厂照明,公路照明,商业厨柜照明等。但是,电子镇流器在高温环境中的散热问题,还有待于进一步优化。因此,我们设计电子镇流器的同时必须从所需照明设备的实际情况出发,设计出不同的电子镇流器使电子镇流器在不同的工作环境下可以稳态工作。对电子镇流器中各电子元件(包括变压器以及电容器等)的型号选择,使其正常工作时进一步提高电子镇流器的工作效率。努力通过提高电子镇流器的良好性能,使电子镇流器为我们当前的照明工程事业做出最大的贡献。同时更为有效地节约能源,为人民的日常生活提供更多的便利,也为全国乃至全世界的节能减排保护环境贡献力量。
参考文献
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[3]陈传虞.电子节能灯与电子镇流器的原理与制造[M].北京:人民邮电出版社,2004.