커패시터 란 무엇이며 전해 커패시터는 어떻게 형성됩니까?

전해 커패시터가 어떻게 형성되는지, 장점과 응용 분야에서의 용도를 이해하기 위해 커패시터가 무엇인지 검토해 봅시다. 커패시터의 커패시턴스가 어떤 매개 변수에 의존하는지.

"캐패시터"란 무엇입니까?

" 커패시터는 전기장의 관점에서 전자 전하를 저장하는 데 사용되는 전자 장치로 정의할 수 있습니다."

커패시터는 수동 부품입니다. 이 시점에서 수동태라는 용어가 무엇을 정의하는지 생각하고 있습니까? "  수동은 다른 전기 신호로 전류를 제어할 수 없는 장치를 나타냅니다. "(즉, 저항기, 변압기, 인덕터, 다이오드 및 커패시터)

두 가지 유형의 커패시터(즉, 극성 및 비극성 커패시터). 전해 커패시터는 극성 커패시터입니다(즉, 극성을 가짐). 이 기사에서는 극성 커패시터(즉, 전해 커패시터로 분류되는 알루미늄 전해 커패시터)에 대해 설명합니다.

커패시터에 사용되는 두 개의 금속판(예:양극과 음극)은 올바른 전압 극성이 적용될 때 전하를 저장할 수 있습니다. 평행판 커패시터에서 전압이 가해지면 전기장이 생성됩니다. 이 전기장은 결과적으로 커패시터의 커패시턴스가 감소하기 때문에 매우 높습니다(커패시턴스가 전기장에 반비례하기 때문에). 커패시턴스는 1V 전위차로 전하를 저장할 수 있는 능력입니다. 커패시터의 커패시턴스를 증가시키기 위해 유전체가 커패시터의 플레이트 사이에 삽입되기 때문에 유전체는 전기적으로 절연되는 물질이다.

유전체를 도입함으로써 전계가 감소하고 결과적으로 전압이 감소하고 정전용량이 증가합니다. 커패시턴스는 세 가지 매개변수(즉, 커패시터의 면적, 플레이트 사이의 거리, 유전체의 유전율)에 따라 달라집니다.

전해 커패시터:

전해 커패시터는 전원 공급 장치, TV 및 컴퓨터의 마더보드, 더 불활성 회로, 마이크로컨트롤러 보드, 오디오 증폭기, 결합 및 분리 목적 등에 사용되는 등 다양한 응용 분야에 사용됩니다. 전해 커패시터는 매우 높은 가치를 제공합니다. 커패시터 판 사이에 유전체를 사용하기 때문에 커패시턴스가 발생합니다.

전해 축전기는 기본적으로 어떻게 형성됩니까?

전해 커패시터는 금속으로 이루어진 두 개의 판(즉, 양극과 음극)으로 구성되며, 양극판 위에 유전체는 양극 산화 과정에 의해 형성되며, 이 과정은 절연 산화물 층(즉, 커패시터용 유전체)을 형성합니다. ) 양극판(양극 산화는 금속을 내구성과 내부식성으로 만드는 데 필요한 전기화학 공정임). 반면에 음극의 역할을 하는 전해질(이온화된 액체). 이 산화막의 두께는 절연체를 파괴로부터 보호하기 위해 커패시터의 최대 작동 전압에 따라 달라집니다.

금속판의 세 가지 유형의 전해 커패시터:

1. 알루미늄 전해 커패시터.
2. 탄탈륨 전해 커패시터.
3. 니오비움 전해 커패시터.

이 기사에서는 알루미늄 전해 커패시터에 대해 설명합니다.

알루미늄 전해 커패시터:

알루미늄 전해 커패시터는 다른 유형의 커패시터 중에서 주요 위치를 차지합니다. 그리고 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 전해 커패시터를 다른 유형의 커패시터보다 더 유용하게 만드는 주요 이점은 매우 높은 커패시턴스 값, 높은 신뢰성 및 최고의 성능입니다.

알루미늄 전해 커패시터의 구성 원리:

전해 커패시터는 두 개의 알루미늄 호일로 구성되어 있기 때문에(즉, 하나의 호일은 양극의 역할을 하고 다른 하나는 음극의 역할을 함), 유전체로 분리되어 있습니다(앞서 유전체의 역할에 대해 논의했습니다). 음극 쪽에는 전해액(기본적으로 이온화된 액체)과 스페이서 종이가 있습니다.

양극 포일:

알루미늄 전해 콘덴서의 양극판은 순도가 99.99%인 고순도 알루미늄(즉, 금속)으로 구성됩니다. 이 판의 두께는 약 20~100um입니다.

• 에칭(황삭):

커패시터의 커패시턴스도 금속판의 표면적에 의존하기 때문입니다. 식각 공정을 통해 캐패시터의 유효 표면적이 증가합니다.

에칭에는 두 가지 기본 공정이 있습니다.

1. 알루미늄 호일에 염산 용액(물리적 에칭이라고도 함)을 적용합니다.
2. 전기분해 과정에서 양극 역할을 하는 알루미늄 호일을 염산 수용액에 넣습니다(기본적으로 전기화학적 과정). 이 시점에서 전기 분해가 무엇인지 생각하고 있습니까? 이 과정에서 알루미늄 호일을 이온이 포함된 액체에 넣은 다음 액체에 전류(즉, DC 또는 AC)를 가합니다.

에칭 방법은 커패시터의 원하는 성능에 따라 결정될 수 있습니다. 에칭 후 호일 표면의 염소 이온은 화학 반응에 의해 알루미늄 금속을 천천히 파괴하여 결과적으로 커패시터가 손상될 수 있습니다. 따라서 알루미늄 호일이 손상되지 않도록 호일을 물로 헹굽니다. 아래 그림은 에칭 후 저전압 및 고전압 포일의 표면적을 보여줍니다.

• 형성(양극 산화):

식각 후 유전체를 형성하는 공정. 식각된 알루미늄박 위에 산화막이 형성되는데, 이 산화막이 유전체의 역할을 한다. 에칭된 호일은 전해질 용액(즉, 인산암모늄 또는 붕산암모늄)에 담그고 DC 전압을 받습니다. 이 과정에서 AL2O3(즉, 유전체) 층이 알루미늄 호일에 형성됩니다. 이 산화물 층의 두께는 인가된 전압에 비례합니다(일반적으로 볼트당 1.4nm).

음극 포일:

음극 쪽의 알루미늄 호일은 전해질과 외부 단자 사이에 전기적 접촉을 제공하는 역할을 합니다. 이 알루미늄은 순도가 낮습니다(즉, 9.8%). 이 호일도 식각되지만 양극 알루미늄 호일과 같이 산화 공정을 거치지 않습니다. 그러나 또한 알루미늄 표면과 자연적으로 발생하는 공기의 반응으로 인해 매우 얇은 산화물 층이 있습니다. 이 천연 산화막은 약 (1-2V)의 전압을 견딜 수 있습니다.

전해질:

애노드와 캐소드 포일 사이의 전해질(이온화된 전도성 액체)은 기본적으로 캐패시터의 캐소드 역할을 합니다.

전해질의 기본 요구 사항은 다음과 같습니다.

• 전기 전도성
• 양극 및 음극 호일과 접촉할 때 화학적으로 안정해야 합니다.
• 매우 높은 온도에서 휘발성이 낮습니다.

스페이서 용지:

캐패시터의 음극과 양극은 단락(즉, 직접 접촉)으로부터 보호되어야 합니다. 양극과 음극 사이의 스페이서 페이퍼는 양극과 음극 사이의 물리적 접촉을 보호하기 위해(즉, 단락으로부터 보호하기 위해) 고순도 흡수제로 구성됩니다.

스페이서 페이퍼의 두께는 커패시터의 정격 전압에 따라 다릅니다. 100V 커패시터의 경우 스페이서 용지의 두께는 35-75um입니다. 더 높은 전압에서 고장으로부터 스페이서 종이를 보호하기 위해. 커패시터의 정격 전압을 견딜 수 있도록 두껍게 제작되었습니다. 커패시터가 정격 전압보다 높은 전압에서 폭발하는 한 가지 이유는 정격보다 높은 전압이 커패시터에 인가될 때 스페이서 페이퍼(커패시터의 정격 전압을 견디도록 설계된)의 두께가 인가된 전압을 견디지 못하고 항복이 발생하기 때문입니다. (결과적으로 스페이서 종이가 손상되고 양극과 음극이 단락되고 커패시터가 악용됩니다.

제작:

  먼저 알루미늄 호일의 마스터 롤은 에칭 공정과 형성 공정(즉, 유전층)을 거칩니다. 그 후, 양극 및 음극 호일은 지정된 너비와 길이의 마스터 롤에서 잘립니다. 그런 다음 양극과 음극 호일이 납으로 꿰매어진 다음 스페이서 종이(예:양극과 음극 사이), 양극 및 음극 호일이 함께 감겨 있습니다. 그 후, 상처를 입은 요소를 낮은 공기압 하에서 전해조에 담근다(즉, 함침 과정).

전해액은 에틸렌글리콜(용매의 역할), 암모늄염(용질의 역할)과 같은 다가알코올을 함유하여 손상된 산화물층(유전체)을 복원하고 성능과 수명을 향상시킵니다. 콘덴서. 그런 다음 함침 요소가 고무 씰로 부착 된 함침 요소를 조립하고 알루미늄 케이스에 넣고 고무 케이스로 밀봉합니다.

이제 밀봉된 커패시터는 PVC로 만들어진 슬리브로 덮여 있습니다. 이 슬리브는 커패시터의 정보를 나타냅니다. Slitting, Stitching 과정에서 FORMING 과정에서 형성된 산화층이 손상될 수 있으므로 Capacitor가 제대로 작동하기 위해서는 산화피막 복원이 필요합니다. AGING 과정에서 커패시터는 산화막을 복원하기 위해 고온에서 DC 전압을 인가한다. 이 과정은 누설 전류를 안정적으로 만듭니다. 이제 커패시터는 필요한 기준을 달성하기 위해 마침내 테스트되었습니다.

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