【技术】铝电解电容为什么不能承受反向电压？

时间： 2022-10-27 来源：KOSHIN东佳电子公众号

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铝电解电容的基本结构是由阳极( anode )、在绝缘介质上附着的氧化铝构成的铝层，接收极的阴极铝层，和真正的由电解液构成的阴极。电解液浸透在两个铝层间的纸上。

氧化铝层是通过电镀在铝层上，相对于加在其上的电压来说是非常薄的，很容易被击穿，导致电容失效。

氧化铝层可以承受正向的直流电压，如果其承受反向的直流电压，其很容易在数秒内失效。这个现象被称为‘ Valve Effect ’，这就是为什么铝电解电容拥有极性的原因，如果电解电容的两个电极都有氧化层，则形成无极性电容。

许多文章报道了铝电解电容反向电压的阈值现象的机理，叫做氢离子理论( Hydrogen ion theory )，当电解电容承受反向直流电压的时候，即电解液的阴极承受正向电压而氧化层承受负电压，集合在氧化层的氢离子就将穿过介质达到介质和金属层的边界，转化成氢气，氢气的膨胀力使得氧化层脱落，因此电流在击穿电解液后直接流通电容，电容失效，这个直流电压非常小，在 1~2V 的反向直流电压作用下，铝电解电容在几秒钟就会因为氢离子效应而立即失效。相反，当电解电容承受正向电压时候，负离子集结在氧化层之间，因为负离子的直径非常大，其并不能击穿氧化层，所以能承受较高电压。

有极性电容反接后会怎么样?

如果电容容量很小，耐压很高，工作电压低的话，反接看不出来啥;如果容量稍大(100UF以上)，耐压离工作电压近，电容不会超过10分钟就坏，坏的表现形式是：先鼓包，再吹气，然后爆浆。

有极性电容器反接会爆炸，是不是说不能直接接在交流电源上?

不能接到交流电源上，因为这个有极性电容设计就是用在直流电源上，作滤波用，我原来也问过这种问题，想了好久，一直在问“电容不是隔直通交的吗，怎么有极性电容就不能用在交流电源上呢?”，因为这个有极性电容内部有特殊的物质，这个物质不能承受反压，如果通到交流电上就会反向击穿或爆炸。

有极性电容不能反接，为何允许交流负半周通过?

交流信号在一定条件下可以把电容当作短路，此时交流信号的负半周怎么解决?难道要上拉成直流?

交流信号必须承载在直流电流上，正是要上拉成直流!

有极性电容工作时正极电位一定要高于负极.否则电容漏电----轻则电路无法工作,重则电容爆炸。

极性电容接反为什么会短路?

极性电容内部结构分为正极、介质层、负极，介质层具有单向导电的性质，当然接反后产品介质层就起不到绝缘的作用了，电容自然就短路了。

为什么把电解电容器正负极接反时电阻率变小?

涉及到电解电容器的原理：正接时电容器的正极会形成极薄的氧化膜(氧化铝)来作为电介质;反接时金属铝薄片(电容正极)是接电源负极的，会电解出H2来而不会形成氧化膜，另一电极由于材料不同也不会形成可以作为电介质的氧化膜。

铝电解电容器是由经过腐蚀和形成氧化膜的阳极铝箔、经过腐蚀的阴极铝箔、中间隔着电解纸卷绕后，再浸渍工作电解液，然后密封在铝壳中而制成的。由于电解电容器存在极性，在使用时必须注意正负极的正确接法，否则不仅电容器发挥不了作用，而且漏电流很大，短时间内电容器内部就会发热，破坏氧化膜，随即损坏。

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产品型号	品类	形状	静电容量(μF)	额定电压(VDC)	尺寸(ΦD*L)mm	寿命(hrs)	精度%	纹波电流(mArms)	温度范围(℃)	频率(Hz)
PKL4-010V472MM200	铝电解电容器	Large Capacitance Type	4700μF	10VDC	22mm*20mm	3000hrs	±20%	2500mArms	-40℃～85℃	120Hz

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产品型号	品类	形状	静电容量(μF)	额定电压(VDC)	尺寸(ΦD*L)mm	寿命(hrs)	精度%	纹波电流(mArms)	温度范围(℃)	频率(Hz)
MRW-063V331MK165-T/R	铝电解电容器	SMD Type	330μF	63VDC	18mm*16.5mm	2000hrs	±20%	750mArms	-40℃～105℃	120Hz

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