原创 元器件第024篇 非固体铝电解电容器 额定电压
[初次发表 24-01-27 最后编辑：24-01-30]
额定电压
额定电压定义为在一定温度（例如25摄氏度）下，铝电解电容器的阳极和阴极之间能够持续承受的最高电压。
在元器件第023篇介绍过，铝电解电容器的结构是两层铝箔夹一层电介质，理论上可以承受无限大的电压。但是，电介质材料是阳极箔表面的氧化膜，并不是理想介质，做不到无限高的耐压。当加在阳极和阴极之间的电压超过一定大小时，氧化膜材料会发生雪崩击穿，即一型击穿，电流快速增大。如果电流得不到控制，那么介质会因为电流产生的焦耳热而损坏，这和半导体材料的雪崩击穿现象是相同的机理。
在有电解液的情况下，提高电容器电压接近和超过化成电压时，电容器的漏电流会快速增加。
电容器规格书上标的额定电压总是低于化成电压和雪崩击穿电压。这是出于两方面的考虑：一是击穿电压是负温度系数参数，也就是说温度越高击穿电压的门限越低。考虑到电解电容的应用安全，厂家需要考虑在电容器工作温度的上限也要能保证产品安全。二是电容器的制造工艺容差较大，为了达到质量-效益平衡，需要通过设置裕量的方式来卡控。
以我了解的江苏淮安某厂为例，在25摄氏度下，35V液体铝电解的化成电压是44V（额定电压的1.3倍），固态铝电解是40.3V（额定电压的1.15倍）。
极性
阳极氧化膜具有单向导电性（整流特性），见下图。用PN结来类比的话，氧化膜相当于P型半导体，铝相当于N型半导体。
和阳极铝箔相比，铝电解电容器的阴极铝箔表面的氧化层较薄。铝很容易自然氧化，自然氧化形成的氧化膜，通常具有大约1V的耐压。下面分情况讨论施加反向电压的情况。
如果电压持续且很小，比如不超过1V，那么电流也较小。由于电解液和阴极铝箔发生电化学反应，阴极铝箔表面将发生氧化（化成现象），表面原先比较薄的自然氧化膜会增厚，使电流减少。同时电解液被消耗，损耗角正切值增大。
如果电压持续且较大，比如2V，那么电容的漏电流会显著增加。漏电流带来焦耳热，促进电解液蒸发，增加电容器铝壳的内压，容易导致安全阀动作。
反向电压脉冲的情况，按时间衡量，10ms宽度负压脉冲的峰值不应超过额定电压的10%，10us宽度负压脉冲不要超20%。
Ref：
铝电解电容器技术说明.尼吉康株式会社
作者： 电子知识打边炉， 来源：面包板社区
链接： https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-4061550.html
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