前言：中文期刊網(wǎng)精心挑選了鋁電解電容器范文供你參考和學(xué)習(xí)，希望我們的參考范文能激發(fā)你的文章創(chuàng)作靈感，歡迎閱讀。

鋁電解電容器范文1

關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；腐蝕工藝；電解電容器；鋁箔

電子工業(yè)的繁榮，帶動了電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們對中高檔的電解電容器腐蝕化成箔的需求量越來越大，這也導(dǎo)致電解電容器腐蝕化成箔市場的供不應(yīng)求，為了滿足電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，商家迫切的要求電解電容器的比容不斷提高，本文將立足于鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)以及特點，深入研究點解電容器用鋁箔擴(kuò)面腐蝕工藝。

一、鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)及其特點

（一）鋁電解電容器的優(yōu)點

鋁電解電容器與其他類型的電容器相比，擁有單位體積容量大、額定容量大、工作電廠強(qiáng)度高、具有自愈作用、介質(zhì)層厚度可控制的優(yōu)點，因此被廣泛的應(yīng)用于電子產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)元件的制造當(dāng)中，并獲得了業(yè)內(nèi)的認(rèn)可。首先，鋁電解電容器的單位體積電容量大，與其他類型的電容器相比，單位體積容量可能是其十幾倍到幾十倍，并且鋁電解電容器的電解質(zhì)厚度也是其他電容器的幾十到幾百倍。其次，鋁電解電容器的額定容量大，由于鋁電解電容器氧化膜厚度較大，因此很容易擴(kuò)大面積，可以按照產(chǎn)品制造的要求，增加電解電容器的額定電容量。[1]最后，電解電容器還具有自愈作用，電容器電解質(zhì)如果發(fā)生破壞，電解液中的酸根離子能夠在短時間內(nèi)將破壞位置堵住，從而使電解電容器恢復(fù)正常的狀態(tài)，這在一定程度上增加了電解電容器的應(yīng)用范圍。也正是這些優(yōu)點，使電解電容器在與其他電容器競爭之中脫穎而出，在汽車電子、變頻技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，市場占有份額也在逐年上升。

（二）電解電容器的結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代電子設(shè)備的更新?lián)Q代速度非常快，每一次的變革，都對電解電容器的性能提出了更高的要求，為了滿足電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，電解電容器必須在保證腐蝕濾波彎折強(qiáng)度的前提下，使電解電容器的比容不斷提高，這要求電解電容器必須朝著高比容量、小體積的方向改進(jìn)。首先，研究人員應(yīng)該對鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)有一個明確的了解，電解電容器的結(jié)構(gòu)由兩個部分組成，第一部分是鋁殼和密封膠蓋，這是電解電容器的外部構(gòu)件，通常是由陽極鋁箔與陰極鋁箔纏繞而成，陽極鋁箔的表面有一層氧化鋁薄膜，起到了耐電壓的作用，因此可以f，電解電容器的外部結(jié)構(gòu)決定了電解電容器的壽命與電容量。[2]

（三）鋁電解電容器鋁箔腐蝕擴(kuò)面

電解電容器的鋁箔主要通過腐蝕過程來擴(kuò)大有效表面積的，從而增加電解電容器的電容體積。電解電容器的比容受到鋁基材料成分、鋁基材料狀態(tài)以及腐蝕工藝的影響，因此為了增加電解電容器的有效表面積，相關(guān)工作人員需要深入研究電解電容器鋁箔擴(kuò)面與腐蝕工藝的關(guān)系，明確腐蝕工藝的對電解電容器鋁箔擴(kuò)面的影響。

二、電解電容器用鋁箔腐蝕工藝研究

相關(guān)工作人員主要采用了正交實驗，研究腐蝕介質(zhì)的比例、腐蝕電壓大小、腐蝕溫度對腐蝕箔性能的影響。

（一）腐蝕介質(zhì)的比例對腐蝕箔性能的影響

研究表明，腐蝕介質(zhì)中ClC濃度越高，腐蝕箔的比容越高，但到達(dá)一個臨界值后，腐蝕箔的比容不僅不會增加，還會造成彎折強(qiáng)度的降低。在鋁電解電容器遭到小孔腐蝕時，介質(zhì)中的硫酸組分比例會增加，同時孔蝕電位下降，該實驗，主要利用了鈍化吸附的原理，因此ClC濃度的增加，能夠提高增加小孔腐蝕的成核率，并繼續(xù)向縱深發(fā)展。[3]在該實驗中，氧化性酸起到了關(guān)鍵性的作用，因為氧化性酸可以有效的增加鈍化膜的吸附力，因此在實驗當(dāng)中，要適當(dāng)?shù)脑黾恿蛩峤M的比例，從而計算出腐蝕箔的最大比容。而腐蝕箔的彎折度度，則由腐蝕箔夾心層的厚度，厚度越大，腐蝕箔的腐蝕孔越均勻度越高，腐蝕箔的彎折度越高。反之亦然，腐蝕箔的彎折度與腐蝕箔的比容呈反比的關(guān)系，因此腐蝕孔均勻度越低，腐蝕箔的比容越高，但同時，這樣的腐蝕箔易于這段，同樣也不適用于電子元件的制造，因此相關(guān)研究人員需要平衡好腐蝕箔比容與腐蝕箔彎折度之間的關(guān)系。

（二）腐蝕電壓大小對電極箔性能的影響

陽極氧化電壓對腐蝕箔比容與彎折性能都會產(chǎn)生不同程度的影響，因此相關(guān)研究人員需要，根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理，通過實驗，找出電極箔的最佳值。實驗表明，隨著小孔腐蝕敏感性加劇，電極電位也會相應(yīng)升高，因此可以說，電機(jī)點位的升高與小孔成核有著密切的關(guān)系，相關(guān)工作人員需要通過實驗，找出局部電極電位的臨界值，從而提高小孔成核的速度。[4]但需要注意，腐蝕箔的彎折度與腐蝕電壓的大小并非線性關(guān)系，并非腐蝕電壓越大，電極箔的彎折度越低，而是需要將孔壁腐蝕坍塌的變量加入其中在進(jìn)行觀察。可以在這個實驗中觀察到，腐蝕電壓的大小對腐蝕箔的電容產(chǎn)生了一定的影響，腐蝕電壓越大，腐蝕箔的電容越大，到達(dá)一個臨界值之后，腐蝕電壓繼續(xù)增大，腐蝕箔的電容的增大速度逐漸降低。

（三）腐蝕溫度和腐蝕時間對腐蝕箔性能的影響

研究人員通過提高腐蝕溫度，延長腐蝕時間的方法，觀察腐蝕箔性能的變化，研究表明，不管溫度的提高，還是時間的延長，都會對腐蝕箔的性能產(chǎn)生一定的影響，腐蝕溫度升高，會加速腐蝕孔內(nèi)陽離子的溶解，從而使外陰離子向孔內(nèi)遷移，一定程度上降低了溶液的活性。同時，腐蝕孔的繼續(xù)加深，是孔內(nèi)金屬氯化物更加濃縮，因此腐蝕溫度能夠增加電解電容器內(nèi)水解質(zhì)酸度。而隨著腐蝕時間的延長，腐蝕箔的折彎強(qiáng)度會直線下降，直到腐蝕孔堵塞，這個反應(yīng)才會中止，因此相關(guān)工作人員需要根據(jù)腐蝕箔性能的要求，合理的選擇腐蝕溫度和腐蝕時間，從而提高腐蝕孔的均勻度。[5]

結(jié)語：

綜上所述，腐蝕溫度、腐蝕時間、腐蝕介質(zhì)的比例以及腐蝕電壓的大小都會對腐蝕箔的性能產(chǎn)生不同程度的影響，因此相關(guān)工作人員需要按照要求，選擇科學(xué)的腐蝕工藝參數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭紅梅，吳玉程，黃新民，胡學(xué)飛，劉勉誠，楊蓓蓓.鋁電解電容器用電子鋁箔的性能分析與比較[J].功能材料與器件學(xué)報，2012，01：10-16.

[2]陳永真.用薄膜電容器替代鋁電解電容器的分析與實踐[A].浙江省電源學(xué)會.浙江省電源學(xué)會第十一屆學(xué)術(shù)年會暨省科協(xié)重點科技活動“高效節(jié)能電力電子新技術(shù)”研討會論文集[C].浙江省電源學(xué)會：，2013：4.

[3]于欣偉，趙國鵬，李魁，高泉涌，馮耀邦，陳姚，鄭文芝.電解電容器使用支鏈多元羧酸銨鹽電解液的研究[J].廣州大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，02：6-9.

鋁電解電容器范文2

第二屆世界智能大會將開,智能產(chǎn)品規(guī)模化落地加速.可關(guān)注富瀚微（300613）、四維圖新（002405）等。

青島上合組織峰會倒計時把握兩大主線投資機(jī)會.1）青島既與歐洲鐵路連接，也與其它國家有海上連接，在建設(shè)“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”方面將扮演著重要角色。作為本屆峰會舉辦地，青島與上合組織有關(guān)國家的城市或商務(wù)機(jī)構(gòu)合作成果格外耀眼。青島啤酒（600600）是青島知名國際名片之一，去年在上海合作組織有關(guān)國家實現(xiàn)銷量同比增長77%，其中在哈薩克斯坦成為從亞洲進(jìn)口啤酒的首選。青島海爾（600690）2016年在俄羅斯投資5000萬美元建設(shè)的工廠，去年下線10萬臺“俄羅斯造”冰箱；海爾印度工廠實現(xiàn)研發(fā)、制造、銷售三位一體的本地化模式；海爾巴基斯坦工廠在當(dāng)?shù)氐钠放浦冗_(dá)96%。2）空氣質(zhì)量是會前準(zhǔn)備工作的首要任務(wù)，作為化工大省的山東必將對環(huán)境質(zhì)量嚴(yán)格要求。據(jù)悉，氯醇法為國內(nèi)環(huán)氧丙烷的主要生產(chǎn)工藝，80%以上裝置都位于山東地區(qū)，但該工藝廢水處理問題嚴(yán)重。受環(huán)保督察監(jiān)管升級的影響，相關(guān)中小企業(yè)開工率或大幅降低。加之，鎮(zhèn)利化學(xué)28.5萬噸/年生產(chǎn)線計劃4月20日-6月15日全線停車檢修55天左右，而下游聚醚等行業(yè)因全國冰箱行業(yè)旺季需求也將迎來增長。供求兩端支撐二季度環(huán)氧丙烷看多氛圍，可關(guān)注環(huán)氧丙烷龍頭濱化股份（601678），以及環(huán)氧丙烷-聚醚產(chǎn)業(yè)鏈的航錦科技（000818）等。

外管局：2018年一季度，境外投資者對我國境內(nèi)金融機(jī)構(gòu)直接投資流入223.59億元，流出172.80億元，凈流入50.79億元；我國境內(nèi)金融機(jī)構(gòu)對境外直接投資流出237.82億元，流入109.56億元，凈流出128.26億元。

海南發(fā)文支持急需醫(yī)療器械進(jìn)口,商有望受益.進(jìn)口醫(yī)療器械審批權(quán)下移，將使相關(guān)進(jìn)口公司,以及與海外大型醫(yī)藥公司幵展深度合作的國內(nèi)藥企受益。迪安診斷近日與FMI和羅氏簽約，在中國地區(qū)推進(jìn)全面基因組測序分析技術(shù)和腫瘤個性化診療；邁克生物（300463）與全球分子診斷巨頭德國凱杰就第二代測序技術(shù)開展了合作；靈康藥業(yè)（603669）擬收購海南省腫瘤醫(yī)院成美國際醫(yī)學(xué)中心的25%股權(quán)，該醫(yī)院位于博鱉樂城國際醫(yī)療旅游先行示范區(qū)。

鋁電解電容漲價潮來襲,龍頭公司業(yè)績穩(wěn)步增長.艾華集團(tuán)是國內(nèi)鋁電解電容器龍頭企業(yè)，全球第六大鋁電解電容器制造商。江海股份是國內(nèi)鋁電容龍頭公司之一，主營鋁電解電容器系列產(chǎn)品及其主要的原材料化成箔。

鋁電解電容器范文3

NPO（CG）：I類電介質(zhì)，溫度補(bǔ)償式，電氣特性最穩(wěn)定，基本上不隨溫度、電壓、時間的改變而改變。屬超穩(wěn)定、低損耗的電容材料型，造用于對穩(wěn)定性、可靠性要求較高的高頻、特高頻、甚高頻的場合。要注意所選電容器的溫度—時間曲線應(yīng)當(dāng)與被補(bǔ)償?shù)睦@組或其它元件的溫度—時間曲線正好相反。

X7R（2XI）：Ⅱ類電介質(zhì)，電氣特性較穩(wěn)定，溫度、電壓、時間特性變化不顯著。屬穩(wěn)定型電容材料類型，適用于隔直、耦合、旁路、濾波電路及可靠性要求較高的中、低頻場合。

Y5V（2F4），Z5U（2E6）：Ⅲ類電介質(zhì)，具有很高的介電常數(shù)，廣泛用于對容量、損耗要求不高的場合。

低頻瓷介電容器易被脈沖電壓擊穿，其耐熱性能較差，若焊接溫度過高可能損壞密封或使電極與引出線的連接不良，溫度突變可能使密封或介質(zhì)破損。銀電極電容器不應(yīng)在潮濕的環(huán)境下儲存，應(yīng)防止外殼受潮而使銀離子遷移，引起電容器短路。金屬化電容器不適合在較大的脈沖電流電路中工作。陶瓷電容器盡量不要用音響設(shè)備的電路中。

滌綸電容器一般使用在低頻電路中。聚碳酸脂薄膜電容器可在125℃高溫電路中工作。聚苯乙烯電容器。適合于要求RC時間常數(shù)大的電路中使用（特別適合音響電路），但耐溫性能差，只適合在65℃以下的工作環(huán)境中使用。同時具有低電平工作開路缺點，所以實際使用電壓，不應(yīng)低于額定工作電壓85%的值。

玻璃和云母電容器用于要求電容器較小、品質(zhì)系數(shù)高以及對溫度、頻率和穩(wěn)定性好的電路中。它們可作高頻耩和旁路，或在調(diào)諧電路中作固定電容器元件。安們具有高的絕緣電阻、低功耗系數(shù)、低電感和優(yōu)良的穩(wěn)定性等特性，特別適合于高頻應(yīng)用。因此，在脈沖電路中，建議使用云母，聚丙烯電容。從性能價格上考慮，應(yīng)優(yōu)先選用云母電容器，但是云母容器因云母片資源少，國內(nèi)生產(chǎn)廠家已經(jīng)很少了。

鋁電解電容器范文4

薄膜電容器仍未投產(chǎn)

傳聞：薄膜電容器4季度開始貢獻(xiàn)業(yè)績。

記者連線：記者致電江海股份證券部，工作人員表示薄膜電容器還未正式投產(chǎn)，因此還無法貢獻(xiàn)業(yè)績。

江海股份（002484）2010年9月上市，主要產(chǎn)品為鋁電解電容器系列產(chǎn)品及其主要的原材料化成箔，是國內(nèi)鋁電解電容業(yè)的龍頭企業(yè)，擁有國內(nèi)生產(chǎn)廠商中最齊全的產(chǎn)品種類。

2012年受制于宏觀經(jīng)濟(jì)疲軟公司工業(yè)類電容開工率不足，以及內(nèi)蒙古化成箔募投項目投資遇電價上漲，公司業(yè)績下滑影響，半年報顯示上半年公司營收4.85 億元，同比下滑2.44%；凈利潤4496.69 萬元，同比下降15.24%；但從單季度來看，公司2 季度凈利潤2994 萬元，環(huán)比實現(xiàn)99.27%的增長，同比降幅也明顯收窄，綜合毛利率連續(xù)2 個季度上升，這表明公司經(jīng)營狀況正在好轉(zhuǎn)。公司預(yù)計三季度歸屬于上市公司股東的凈利潤變動區(qū)間6743萬元至9271萬元，變動幅度—20%至10%。

2011年8月該公司宣布了一項超募資金使用計劃：公司使用2億元超募資金設(shè)立全資子公司，投建高壓大容量薄膜電容器生產(chǎn)線，建成后將為江海新增100萬只/年的薄膜電容器產(chǎn)能。整個項目由10條生產(chǎn)線組成，項目建設(shè)周期為30個月，計劃在2013年12月投產(chǎn)。項目建設(shè)完成后預(yù)計實現(xiàn)銷售收入5.65億元，實現(xiàn)年平均稅后利潤6641萬元。

薄膜電容器是江海股份上市后正式涉足的新產(chǎn)品。江海股份目前產(chǎn)品以鋁電解電容器為主，但毛利率只有21%左右；而A股目前主營薄膜電容器的公司法拉電子毛利率卻能達(dá)到35%以上。去年江海股份營業(yè)收入達(dá)到10.4億元，但凈利潤只有1.1億元；同期法拉電子營收13.3億元，凈利潤2.8億元，毛利率的差距十分明顯。

據(jù)悉，該公司目前已經(jīng)建成1條生產(chǎn)線，記者連線工作人員表示還未正式投產(chǎn)，而在投資者互動關(guān)系平臺上，公司表示薄膜電容器今年銷售量很小，對公司業(yè)績貢獻(xiàn)很少。預(yù)計明年量產(chǎn)，開始貢獻(xiàn)業(yè)績。

華虹計通：

項目節(jié)點推遲將影響全年業(yè)績

傳聞：項目節(jié)點推遲將影響全年業(yè)績。

記者連線：記者致電華虹計通證券部，工作人員表示客觀來說項目節(jié)點推遲也將影響全年業(yè)績。

華虹計通（300330）作為射頻識別技術(shù)的電子收費與支付系統(tǒng)解決方案設(shè)備供應(yīng)商，該公司于6月19日登陸創(chuàng)業(yè)板，發(fā)行價為15元，首日開盤價15.5元。當(dāng)時該公司被多家券商稱為“城市軌道交通AFC系統(tǒng)的龍頭”，“優(yōu)秀的AFC系統(tǒng)提供商”，但就在上市不到一個月的時間里，華虹計通半年度業(yè)績公告，半年報數(shù)據(jù)顯示該公司上半年歸屬于上市公司股東的凈利潤為1585.79萬元，而去年同期凈利潤為2081.72萬元，同比下降23.82%。

公司披露表示，業(yè)績下降一方面是由于項目節(jié)點的影響，同時銷售收入中毛利率相對較低的AFC系統(tǒng)業(yè)務(wù)收入占比較大；另一方面是由于應(yīng)收賬款大幅增加，計提的資產(chǎn)減值準(zhǔn)備增加。

而在10月13日公司公告的三季報數(shù)據(jù)中再次表示受部分項目節(jié)點的影響， 公司2012 年1—3季度主營業(yè)務(wù)收入較上年同期略有下降， 因此營業(yè)利潤出現(xiàn)一定幅度下降。三季報預(yù)告今年三季度盈利約：2057萬元—2191萬元，比上年同期下降約18—23%。至于全年業(yè)績，公司方面表示客觀來說也將受到項目節(jié)點推遲的影響。

但在二級市場上，該股票作為一只次新股，盤子小，股價9月份在發(fā)改委密集批復(fù)多個城市軌道交通建設(shè)刺激下，連續(xù)出現(xiàn)強(qiáng)勢放量漲停，之后隨大盤出現(xiàn)回落，考慮到穩(wěn)增長是未來一段時間中國經(jīng)濟(jì)主旋律，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)尤其是城市軌道交通建設(shè)將在穩(wěn)增長政策下扮演重要角色，投資者可以短線關(guān)注。

美盛文化：

上市獎金將計入三季度

傳聞：公司獲1686萬上市獎金計入3季度業(yè)績。

記者連線：記者致電美盛文化證券部，工作人員確認(rèn)該消息屬實。

美盛文化（002699）于2012年9月11日登陸資本市場，公司是國內(nèi)主要的動漫服飾制造商之一，專注于動漫衍生品細(xì)分產(chǎn)品動漫服飾的開發(fā)、生產(chǎn)和銷售，主要產(chǎn)品包括迪士尼形象動漫服飾、電影形象動漫服飾、傳統(tǒng)節(jié)日動漫服飾以及裝飾頭巾等。

該公司在國內(nèi)動漫服飾行業(yè)中居于前列。2009年動漫服飾年銷售收入在1000萬元以上的大型企業(yè)約20家，占市場份額60. 5%。而公司2009年銷售收入已達(dá)1.25億，堪稱行業(yè)的龍頭企業(yè)之一。由于公司在規(guī)模上已大幅超越國內(nèi)的絕大多數(shù)同行企業(yè)，這使得公司在上游采購和訂單爭取中具備一定優(yōu)勢，同時，這為公司未來實現(xiàn)外延擴(kuò)張奠定了基礎(chǔ)。

公司此次IPO共募集42628萬元，公司擬以募集資金21350萬元投資“動漫服飾擴(kuò)產(chǎn)建設(shè)項目”，完全達(dá)產(chǎn)后新增1000萬套動漫服飾的產(chǎn)能（2011年公司的動漫服飾銷量為455.04萬套），預(yù)計正常年營業(yè)收入33999萬元，凈利潤9818萬元。

而公開數(shù)據(jù)顯示，該公司上半年實現(xiàn)凈利潤僅923.75萬元，9月15日該公司公告，獲得地方政府1686萬元的上市獎勵，而這無疑為公司今年的業(yè)績增添了一抹亮色。根據(jù)美盛文化的公告，這筆1686萬元的獎勵將一次性計入公司2012年營業(yè)外收入，這也意味著今年公司將因此增加1000萬元左右的收益，單從數(shù)字上看，這筆收益將超過公司今年上半年實現(xiàn)的凈利潤。

而從公司最近三季報預(yù)告來看，1—9月份歸屬于母公司所有者的凈利潤為4750萬元—5000萬元，同比增長1%—5%。而該筆獎金計入三季度無疑將對三季度業(yè)績產(chǎn)生積極的影響。

滄州明珠：

兩項鋰電隔膜專利獲批

傳聞：滄州明珠專利申請已獲批。

記者連線：記者致電滄州明珠證券部，該公司工作人員表示在已申請的5項專利中，2項有關(guān)鋰電隔膜的專利已獲批。

滄州明珠（002108）于2007年1月24日登陸資本市場，主營業(yè)務(wù)為PE管材、BOPA薄膜的生產(chǎn)和銷售，2009—2011年實現(xiàn)凈利潤1.02億元、1.16億元、1億元。

滄州明珠于去年7月推出定向增發(fā)預(yù)案，公司擬向包括控股股東東塑集團(tuán)在內(nèi)的投資者發(fā)行不超過4000萬股，不低于8.16元/股，募集資金總額不超過32640萬元，用于投資建設(shè)“年產(chǎn)19800噸聚乙烯（PE）燃?xì)狻⒔o水用管材管件項目”和“年產(chǎn)2000萬平方米鋰離子電池隔膜項目”。

在該次募投項目的可行性分析報告中表示，研發(fā)人員經(jīng)過2年多的研發(fā)探索，目前已突破相關(guān)技術(shù)瓶頸，掌握了多層復(fù)合鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝，申請的5項發(fā)明專利已被受理并進(jìn)入實質(zhì)審查階段，而記者通過連線該公司證券部，目前有關(guān)鋰電隔膜的2項專利已經(jīng)獲批。

鋁電解電容器范文5

此后，公司的業(yè)績成長曲線便一直昂揚向上，如同一場精彩而華麗的表演，讓人們爭相鼓掌喝彩。公司09年1-4季度的EPS分別為0.03元、0.12元、0.14元和0.18元，去年為0.13元、0.2元、0.21元和0.22元，今年1季度達(dá)到0.2元。更重要的是，在09年1季度以來，幾乎每個季度的業(yè)績成長，都有超出市場的預(yù)期。給市場正面驚奇不斷，似乎已成了公司的特征。

公司是我國的電子新材料生產(chǎn)領(lǐng)先企業(yè)，目前高純鋁和電子鋁箔的年產(chǎn)能各為3.3萬噸和2萬噸，相應(yīng)市場占有率分別為70%和60%，形成以“高純鋁、電子鋁箔、電極箔”為主導(dǎo)產(chǎn)品的“能源――高純鋁―電子鋁箔―電極箔”鋁深加工產(chǎn)業(yè)鏈。主要產(chǎn)品高純鋁、電子鋁箔、電極箔、電解鋁和鋁桿，在2010年的主營收入占比分別為11.65%、52.43%、17.94%和7.39%。其中，前三者屬于電子新材料業(yè)務(wù)，貢獻(xiàn)八成收入和九成盈利；電解鋁屬于初級產(chǎn)品，主要用來供應(yīng)其他鋁深加工產(chǎn)品的生產(chǎn)，鋁桿業(yè)績變化也較小，因外售量減少，2010年營利貢獻(xiàn)更是減少至2%，對公司整體業(yè)績影響不大。

電子鋁箔和電極箔支撐公司業(yè)績80-90%以上，這兩項產(chǎn)品主要用來制備電解電容器。目前鋁電解電容器不僅在傳統(tǒng)消費電子領(lǐng)域快速增長，在工業(yè)變頻節(jié)能、電動車、新能源（風(fēng)電、太陽能）等新興領(lǐng)域亦不斷延伸，市場普遍預(yù)期未來三年我國電子鋁箔和電極箔需求年均增速有望超過20%。7000噸非鉻酸電子鋁箔生產(chǎn)線二期項目和500萬平方米高壓電極箔產(chǎn)能項目預(yù)計于今年年底建成投資，屆時公司電子鋁箔和電極箔產(chǎn)能將分別達(dá)到2.7萬噸和900萬平方米。2010年電子鋁箔和電極箔分別實現(xiàn)銷售收入8.42億元和2.88億元，同比增長76.93%和68.11%，毛利率基本穩(wěn)定。今年兩者產(chǎn)銷規(guī)模繼續(xù)提升的空間較小，明年新建項目投產(chǎn)后，業(yè)務(wù)增長有望再次提速。

鋁電解電容器范文6

關(guān)鍵詞： 電容測量； ESR測量； BUCK變換器； 數(shù)字電源

中圖分類號： TN710?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）24?0148?04

An online monitoring method for output?end electrolytic capacitor of

switching mode power supply

LI Qi， YANG Biao， YU Hao， FENG Lian

（School of Information Engineering and Automation， Kunming University of Science and Technology， Kunming 650500， China）

Abstract： The performance degradation of the electrolytic capacitor in switching mode power supply is an important factor to result in power failure， so a method of monitoring the capacity of output?end aluminum electrolytic capacitor and series equivalent resistance （ESR） on line is proposed for the digital?controlled switching mode power supply in allusion to BUCK topology， which can realize the real?time monitoring to the performance degradation of the output?end capacitor. When the load occurs step decline， by integrating the current of the capacitor， the capacitance is calculated in combination with charge conservation theorem， and the ESR value of the capacitor is calculated based on the voltage in both ends in charging process of the capacitor. The method is verified by the experiment， in which STM32F4 is used as the controller. The results show that the proposed method can measure the ESR and capacitance， and monitor the performance degradation of the capacitor in real?time. The algorithm of the method has low complexity， simple hardware structure， little error and strong feasibility.

Keywords： capacitor measurement； ESR measurement； BUCK converter； digital power supply

0 引 言

開關(guān)電源是目前應(yīng)用最廣泛的電源，應(yīng)用表明電解電容的壽命是開關(guān)電源壽命的主要瓶頸。在工作過程中電解電容等效電路模型中的串聯(lián)等效電阻（ESR）會不斷增大，容量下降[1]，使得開關(guān)電源輸出紋波增加，甚至使電子、電氣設(shè)備損壞，造成損失。目前對鋁電解電容的失效機(jī)理與故障預(yù)測已經(jīng)有很多研究[1?3]，但預(yù)測電解電容壽命需要對開關(guān)電源的輸出紋波進(jìn)行長期的監(jiān)測、統(tǒng)計，然而分析這些數(shù)據(jù)并得出預(yù)期壽命需要比較大的計算量與復(fù)雜的硬件電路，多用于工業(yè)生產(chǎn)成品開關(guān)電源的產(chǎn)品壽命預(yù)測。例如文獻(xiàn)[4]使用了CPLD和32位微控制器采樣紋波信號，基于改進(jìn)的EMD算法和基于改進(jìn) EMD的Hilbert變換算法提出一種實時估測ESR值的方法，算法的時間和空間復(fù)雜度都很高。文獻(xiàn)[5]提出了一種基于開關(guān)電源穩(wěn)態(tài)輸出電壓紋波的監(jiān)測電容容量與ESR值的方法。在開關(guān)電源運行中進(jìn)行硬件實時監(jiān)測是低成本的有效方案，可與上述電源壽命預(yù)測的方法相互補(bǔ)，達(dá)到了避免開關(guān)電源因電解電容退化而失效的目的。本文提出了一種在線式監(jiān)測開關(guān)電源輸出端鋁電解電容容量與ESR值的方法，以此監(jiān)測電容的退化情況。該方法不影響電源系統(tǒng)的正常運行并能很好地與現(xiàn)有的數(shù)字電源控制技術(shù)相結(jié)合，有一定的可行性，算法復(fù)雜度低。本文使用STM32F4作為控制器進(jìn)行了實驗驗證，該方法有很好的實時性和一定的精確度。

1 電容容值的測量

1.1 理論基礎(chǔ)

如圖1所示，對于一個典型的BUCK拓?fù)涞拈_關(guān)電源，其中Vi是輸入電壓，Vo是輸出電壓，Io是輸出電流，L是拓?fù)渲须姼械碾姼兄担珼是占空比，k為開關(guān)周期的次數(shù)。在處于穩(wěn)態(tài)時，電感電流iL（t）在開關(guān)管開通時以斜率[Vi-VoL]上升；在開關(guān)管關(guān)斷時以斜率[-VoL]下降[6]。

圖1 BUCK變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

電感電流在開關(guān)管QH開通、關(guān)斷時的表達(dá)式為：

[iLt=Vi-VoLt+Io-Vo1-D2Lfs， 0≤t

拓?fù)渲械碾娙萜鸬轿针姼须娏鱥L（t）中交流分量的作用，使得輸出電流Io穩(wěn)定。

[iCt=iLt-Io] （2）

由式（2）可得電容電流iC（t）的表達(dá)式為：

[iCt=Vi-VoLt-Vo1-D2Lfs， 0≤t

如圖2所示，當(dāng)負(fù)載電流io（t）在t1時刻發(fā)生向下的階躍變化，從Io1～I(xiàn)o2的變化量為Δi，而電感電流iL（t）不能突變，因此電容電流iC（t）也發(fā)生階躍變化，使得輸出端電容電壓Vo升高，達(dá)到Vom。

圖2 電感電流、負(fù)載電流與輸出端電壓的關(guān)系

劉雁飛等提出了電荷平衡法[7?9]，當(dāng)負(fù)載發(fā)生階躍變化時，進(jìn)行非線性控制，使得負(fù)載階躍變化前后電容充放電電荷平衡，從而使電容電壓回到穩(wěn)態(tài)輸出電壓Vref。本文所采用的監(jiān)測電容的方法基于電荷平衡的控制方法，當(dāng)電源負(fù)載電流發(fā)生階躍變化時，強(qiáng)制開關(guān)管QH關(guān)斷，使得電感電流iL下降，跌落至負(fù)載電流Io2以下，這時相應(yīng)的電容電流為：

[iCt=Vi-VoLt1-Vo1-D2Lfs-VoLt2， 0≤t1

這樣，根據(jù)t1～t2時刻的電流積分與測量到的電壓峰值Vom，基于電荷守恒定理可以得到式（5），由此式求得電容值C。

[C=t2t1iCtdtVomax-Vref] （5）

1.2 電容電流積分方法

在本文所提出的方法中，式（5）中電流積分的精確度很重要。檢測電容電流iC（t）需要添加額外的檢流電阻且會影響電源的性能，因此在假設(shè)電感電流紋波率很小的條件下，本文中電容電流通過其他量間接測得。

1.2.1 第一種方法

第一種方法假設(shè)輸出電壓Vo是理想的，基本不變，根據(jù)負(fù)載階躍下降時電流的變化量Δi和電感電流變化率[k=-VoL，]通過三角形面積公式即可求得電容電流的積分量，如下：

[t2t1iCtdt=Δi22k] （6）

1.2.2 第二種方法

第二種方法是從負(fù)載發(fā)生階躍下降時刻開始計時，測量從負(fù)載階躍下降時刻t1到電容電流過零時刻t2所用時間即T，結(jié)合電流階躍變化量Δi可得式（7），這樣根據(jù)式（5）便可求得電容值C。

[t2t1iCtdt=ΔiT2] （7）

1.2.3 斜率修正法

實際的輸出電壓Vo是變化的，為了準(zhǔn)確地求解電感電流，以Vo為中間變量，在電感電流下降時得到式（8）。

[LdiLtdt=1Ct1t2iLt-Io2dt+ESRiLt-Io2] （8）

圖3中的理論值為使用式（8）中的微分方程來計算電容電流積分，從而得到的輸出電壓Vo曲線（其他參數(shù)：電容值C為100 μF，ESR的值為10 mΩ，電感值L為2 μH，輸出電壓Vo為1 V，電流階躍下降量Δi為4 A）。可見方法一比方法二誤差大，但使用方法二需要對電流過零時間進(jìn)行檢測，增加了額外的硬件電路。因此本文提出了電感電流斜率修正法，在方法一的基礎(chǔ)上預(yù)先對曲線積分近似法進(jìn)行擬合，使用電感電流修正斜率kC，使得式（9）成立，這樣便可使用kC替代式（6）中的k計算電容電流積分。

[kC=Δi2t2t1iCtdt] （9）

圖3 兩種積分方法與理論值的對比

如圖4為使用修正斜率方法與方法二和理論值的誤差，可見選擇恰當(dāng)?shù)膋C可使得積分誤差很小，但隨著電容退化，其容值C的下降，使用斜率修正法的誤差會逐漸向正方向增加；第二種方法的誤差也向正方向增加，但在一定電容容值范圍內(nèi)斜率修正法造成的誤差比第二種方法小。

圖4 斜率修正方法與方法二的對比

2 ESR的測量

對于一個實際的電容，有如圖5（a）所示的理想元件等效模型[10]。其中ESR為串聯(lián)等效電阻，ESL為串聯(lián)等效電感，EPR為并聯(lián)等效電阻。通常EPR很大ESL很小，所以兩者可以忽略不計。由于電容中ESR的存在，實際測得的電容電壓值中還包含了ESR的電壓分量VESR。在開關(guān)切換瞬間突變的iC電流在ESR上產(chǎn)生電壓，而理想電容Creal兩端的電壓不能突變，使得在電容電流階躍變化時電容電壓也有小幅的階躍變化。如圖5（b）所示，ESR上的電壓隨著電容電流的下降而下降，在t2時刻，理想電容兩端的電壓VC等于輸出電壓Vo。

圖5 電容的理想元件等效模型與電壓關(guān)系

基于上文的斜率修正方法，電感電流以固定的斜率kC下降，根據(jù)三角形相似公式可以求出td時刻的理想電容電壓 VC（td）為：

[VCtd=Vom1-td2T2] （10）

因此在td時刻由測量的輸出電壓Vo（td），結(jié)合計算出的電感電流iL（td）即可由式（11）求得ESR的值RESR。

[RESR=Votd-VCtdio2-kCtd] （11）

在開關(guān)切換的一瞬間ESR所產(chǎn)生的電壓最大，此時還會有因開關(guān)管狀態(tài)切換而產(chǎn)生的電壓尖峰，因此測量時刻td應(yīng)選擇在尖峰電壓產(chǎn)生的振蕩衰減之后。觸發(fā)電路及控制器的中斷響應(yīng)會產(chǎn)生一定的延時，必要時還應(yīng)額外的增加延遲。

3 實驗驗證

實驗電路參數(shù)如表1所示。

表1 實驗電路參數(shù)

本文使用STM32F407VG作為數(shù)字電源的控制器進(jìn)行實驗，使用了前文所述的電感斜率修正的方法，圖6為算法流程圖。

圖7為電路框圖，其中電壓跟隨器與檢流放大器使用高精度儀表運算放大器INA128，微分電路使用LM358搭建，柵極驅(qū)動器使用IR2110S，峰值保持器使用AD783。

圖6 算法流程圖

圖7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

在電源負(fù)載穩(wěn)定時，STM32F4作為電源的PID控制器，在負(fù)載發(fā)生階躍變化時微分電路將輸出脈沖觸發(fā)控制器的外部中斷EXIT1，使用STM32F4中三個獨立的ADC模塊采樣輸出電壓Vo、峰值電壓Vom與輸出電流Io。在中斷函數(shù)中，采樣輸出電壓Vo（td）、峰值電壓Vom、負(fù)載階躍變化前輸出電流Io1、負(fù)載階躍變化后輸出電流Io2，按前文方法可計算得到電容的RESR與電容值C。經(jīng)驗證，本文所提出的方法可以在5 μs內(nèi)完成計算，具有一定的實時性。

表2為負(fù)載階躍減小Δi=5 A時的實驗結(jié)果，表3為負(fù)載階躍減小Δi=3 A時的實驗結(jié)果。

表2 Δi=5 A時的實驗結(jié)果

表3 Δi=3 A的實驗結(jié)果

4 結(jié) 語

通過電容的電荷守恒原理提出了一種在線式的監(jiān)測開關(guān)電源輸出端鋁電解電容容量與ESR值的方法，并基于BUCK拓?fù)溥M(jìn)行了理論推導(dǎo)與實驗。本文對電容電流積分的計算方法進(jìn)行了分析，并提出一種高精度的斜率修正方法。

仿真表明該方法精確度高，實驗驗證表明該方法算法復(fù)雜度低，有很好的實時性。但在電容值C較小、ESR值較大時仍有較大誤差，因此改進(jìn)電容電流積分方法、提高電壓測量的精度仍然是后續(xù)研究工作的重點。此外，加入數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理功能，消除因外部干擾導(dǎo)致的不合理誤差也是很有必要的。

注：本文通訊作者為楊彪。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬皓，王林國.鋁電解電容器退化分析與故障預(yù)診斷[J].電力系統(tǒng)自動化，2005，29（15）：68?72.

[2] 周慧德.開關(guān)電源中鋁電解電容可靠性的研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2010.

[3] 劉鄭輝，席自強(qiáng).基于Buck電路的開關(guān)電源紋波的計算和抑制[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007，22（5）：22?24.

[4] 王國輝，關(guān)永，鄭學(xué)艷，等.開關(guān)電源中鋁電解電容ESR實時估測[J].電源技術(shù)，2014，38（6）：1114?1117.

[5] YAO K， HU Wenbin， TANG Weijie， et al. A novel online ESR and C identification method for output capacitor of buck converter [C]// 2014 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition. Pittsburgh： IEEE， 2014： 3476?3482.

[6] MANIKTALA S. Switching power aupplies A to Z [M]. USA： Butterworth?Heinemann， 2006.

[7] JIA L， WANG D， MEYER E， et al. A novel digital capacitor charge balance control algorithm with a practical extreme voltage detector [C]// 2010 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition. Atlanta： IEEE， 2010： 514?521.

[8] MEYER E， LIU Y F. A practical minimum time control method for Buck converters based on capacitor charge balance [C]// 2008 Twenty?Third IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition. Austin： IEEE， 2008： 10?16.

（上接第151頁）