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| 內容簡介： |
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本书讲解了先进的电解电容器的基本原理与特性，详尽地分析了电解电容器在反激式变换器、正激式变换器、各种桥式变换器、LLC谐振式变换器和功率因数校正（PFC）电路等开关电源变换器中的工作状态和在逆变弧焊电源、变频器、静止无功发生器（SVG)等功率变换器中的工作状态，给出了典型的电解电容器技术数据。本书适合电解电容器制造工程师，电气、电子工程师，科研人员，电子爱好者，以及高等院校与电容器相关的电类专业学生和教师阅读。
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前言第1章电解电容器的发展11.1电容器的来源11.2电解电容器是时代需要的产物21.3初的电解电容器31.4晶体管电路需要小型电解电容器41.5电解电容器封装形式的变化51.6电解液的革新71.7加强安全性的强制措施71.8开关电源让电解电容器飞速发展91.9电源适配器需要的电解电容器91.10变频器、新型能源与智能电网强有力地助推大型电解电容器的发展101.11电子照明给了电解电容器第三次飞速发展的机会111.12手机充电器推动了固态电解电容器的发展121.13钽电解电容器131.14钛电解电容器与“铁电解电容器”的无奈141.15革新的制造工艺引领电解电容器性能的提高14第2章电解电容器基本构造与基础材料及制造工艺162.1铝电解电容器的结构162.2高纯铝锭与铝箔172.3比容与腐蚀箔172.4正极箔与介质薄膜的获得：化成192.5负极与负极箔202.6电解电容器纸与电解液202.7铝电解电容器制造过程简介21第3章电容器基础知识以及对大电容量的需求263.1什么是电容量263.2什么是电容器263.3电容器的物理意义263.4平板电容器的电容量283.5单相整流滤波需要大电容量电容器283.6低频功率电子电路电源旁路需要大电容量电容器29第4章电解电容器的基本性能分析314.1电解电容器分类314.2铝电解电容器一般技术数据的原始定义344.3电解电容器的外形344.4外观与极性标注方式374.5电解电容器的参数识别384.6电解电容器的电压参数394.6.1正极箔化成电压394.6.2闪火电压394.6.3老化电压404.6.4额定电压和工作电压414.6.5反向电压414.6.6过电压承受能力414.7电容量434.8损耗因数444.8.1损耗因数的定义与测试方法444.8.2铝电解电容器的损耗因数与应用的关系454.9漏电流454.10工作温度范围494.11寿命49第5章电解电容器的新电气性能分析515.1电解电容器的等效电路515.2等效串联电阻及其特性515.2.1等效串联电阻525.2.2ESR频率特性525.2.3ESR温度特性535.3等效串联电感545.4电解电容器的阻抗频率特性555.4.1导针式电解电容器的阻抗与频率、温度的关系555.4.2插脚式电解电容器的阻抗与频率、温度的关系575.4.3螺栓式电解电容器的阻抗与频率、温度的关系575.4.4电解电容器的阻抗频率特性585.4.5小结595.5纹波电流承受能力605.5.1纹波电流承受能力的由来605.5.2纹波电流承受能力605.5.3额定纹波电流定义615.5.4纹波电流频率特性615.5.5纹波电流温度特性625.5.6额定纹波电流的本质635.6寿命与温度和纹波电流的关系635.6.1导针式电解电容器寿命与温度和纹波电流的关系635.6.2轴向引线式电解电容器寿命与温度和纹波电流的关系645.6.3车规级电解电容器寿命与温度和纹波电流的关系655.6.4插脚式电解电容器寿命与温度和纹波电流的关系665.6.5螺栓式电解电容器寿命与温度和纹波电流的关系675.7ESR的热效应与铝电解电容器的热阻67第6章高导电聚合物电解电容器性能分析766.1高导电聚合物电解电容器的提出766.2高导电聚合物固态电解电容器制造过程简述766.3固态电解电容器的一般电参数776.4阻抗特性816.4.1等效串联电阻816.4.2阻抗频率特性826.5导针位置与ESR的关系836.6等效串联电感846.7纹波电流866.8寿命866.8.1固态电解电容器失效的本质866.8.2寿命测试条件876.8.3寿命特性曲线876.8.4加速寿命试验896.9负极引出从铝箔到碳箔906.10注意事项906.11固液混合电解电容器问题的提出926.12固液混合电容器性能分析93第7章钽电解电容器957.1钽电解电容器的基本知识957.2电压977.3电容量997.4损耗因数与漏电流1007.4.1损耗因数1007.4.2漏电流1007.5阻抗/等效串联电阻1017.6等效串联电感1047.7纹波电流与交流损耗1047.7.1纹波电流承受能力与温度特性1047.7.2纹波电流承受能力的频率特性1057.7.3交流功率损耗1057.8环境影响1077.9多正极钽电解电容器107第8章电解电容器的自身修复功能1098.1液态铝电解电容器氧化铝膜修复1098.1.1修复氧化铝膜的原因1098.1.2常温老化1098.1.3高温老化1108.1.4漏电流严重的后果1108.1.5存储导致漏电流的增加原因1118.1.6超期放置的电解电容器的问题1128.1.7应用过程的氧化铝膜修复1128.2固态铝电解电容器的自愈特性1138.2.1固态铝电解电容器没有氧化铝膜修复能力1138.2.2固态铝电解电容器老化的必要性1138.3钽电解电容器的自愈特性114第9章反激式开关电源中电解电容器的工作状态与选型1159.1电解电容器在反激式开关电源中的作用1159.1.1交流输入电源滤波电路1159.1.2电解电容器在开关电源中的作用1159.1.3无压敏电阻、X电容和共模电感的解决方案与弊端1169.1.430W以下的反激式开关电源中电解电容器的特殊作用1189.2全电压反激式开关电源中电解电容器的工作状态1199.2.1整流滤波电容器额定电压的选择1199.2.2整流滤波电容器需要的电容量1209.2.3输入整流滤波电容器纹波电流状态分析1219.2.4来自反激式变换器的纹波电流1229.2.5整流滤波电容器的真实选择1239.2.6电解电容器的纹波电流折算系数问题1259.3单电压反激式开关电源中电解电容器的工作状态1259.4输出整流滤波电容器的工作状态1269.5环境温度的影响与寿命要求127第10章中大功率开关电源中电解电容器的工作状态与选型12810.1桥式变换器的输入电容器工作模式12810.2正激式变换器与非对称半桥变换器的输入电容器工作模式13010.3输出整流器和输出滤波电容器的工作模式130第11章LLC谐振式变换器中电解电容器的工作状态与选型13211.1半桥LLC谐振式变换器产生的纹波电流13211.1.1LLC谐振持续时间占空比为0.2时直流母线电容器纹波电流分析13211.1.2LLC谐振持续时间占空比为0.25时直流母线电容器纹波电流分析13311.2LLC全桥谐振变换器产生的纹波电流13311.2.1LLC谐振持续时间占空比为0.2时直流母线电容器纹波电流分析13411.2.2LLC谐振持续时间占空比为0.25时直流母线电容器纹波电流分析13411.2.3准全谐振桥式变换器产生的纹波电流13511.2.4小结13611.3单路LLC变换器输出电容器的纹波电流13611.3.1LLC谐振持续时间占空比为0时输出电容器纹波电流分析13611.3.2LLC谐振持续时间占空比为0.2时输出电容器纹波电流分析13711.3.3LLC谐振持续时间占空比为0.25时输出电容器纹波电流分析137第12章单相功率因数校正中的电解电容器工作状态分析13812.1功率因数校正问题的提出13812.2变化的输入功率函数与平稳的输出功率函数之间的矛盾与融合13912.3应用多的升压型功率因数校正电路工作状态分析14012.4小电容量14112.5电流连续模式下支撑电容器纹波电流分析14212.6采用85~264V国际通用电压时电流连续模式下支撑电容器纹波电流分析14312.7电流临界模式下支撑电容器纹波电流分析14612.8本章总结148第13章逆变弧焊与逆变电阻焊电源15013.1逆变弧焊电源工作模式15013.2简易型单相窄电压交流电输入的逆变弧焊电源中电解电容器工作模式15113.3简易型单相交流电超宽电压输入的逆变弧焊电源中电解电容器工作模式15213.4简易逆变弧焊电源的直流母线电压跌落分析15413.5三相交流电输入的逆变弧焊电源中电解电容器工作模式15513.6逆变电阻焊电源工作模式16013.7逆变电阻焊电源直流母线需要的小电容量16113.8单相交流电输入的逆变电阻焊电源中电解电容器工作模式16213.9三相交流电输入的逆变电阻焊电源中电解电容器工作模式16213.9.1小电容量选择依据16213.9.2纹波电流分析163第14章变频器与三相SPWM逆变器中电解电容器的工作状态与选型16514.1电解电容器在变频器中的作用16514.2变频器中直流母线电容器额定电压的确定16514.3三相380V输入的变频器的小电容量的确定16614.4变频器整流滤波产生的纹波电流16814.5变频器的逆变器产生的纹波电流16914.6流入直流母线电容器的总纹波电流17014.7电解电容器在变频器中实际的选择及依据17114.8其他三相SPWM逆变器产生的纹波电流17314.9三相有源整流电路175第15章导针式电解电容器实际数据实例17915.1与时俱进的电解电容器数据17915.2导针式电解电容器CD03系列数据18015.3导针式电解电容器CD110系列数据18215.4导针式电解电容器CD285系列数据18815.5CD26HS系列细长型电解电容器数据19515.6国产小高压、高温、长寿命电解电容器CD11GA系列数据19815.7导针式电解电容器弯脚203第16章插脚式电解电容器实际数据实例21016.1插脚式电解电容器封装形式21016.2CD293插脚式电解电容器数据21516.3CD29H系列插脚式电解电容器数据22516.4CD29L系列插脚式电解电容器数据229第17章螺栓式电解电容器实际数据实例23517.1CD135系列螺栓式电解电容器数据23517.2CD139系列螺栓式电解电容器数据24317.3CD138S系列螺栓式电解电容器数据24717.4CDVT系列螺栓式电解电容器数据251第18章固态铝电解电容器与固液混合铝电解电容器数据实例25518.1HEN系列固态电解电容器数据25518.2HPNA系列固态电解电容器数据25718.3HPF系列固态电解电容器数据25918.4HVX系列固态铝电解电容器数据26318.5HVF系列固态铝电解电容器数据26518.6HPA系列叠片固态电解电容器数据26818.7HPLA/HPVA系列固液混合铝电解电容器数据27118.8HT系列小型固态铝电解电容器数据27418.9ZY系列超小型固态铝电解电容器数据275第19章轴向引线和“皇冠”封装铝电解电容器27819.1电解电容器的耐振性能需求27819.2CDA226/CDC226系列电解电容器数据280参考文献282
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电容器是电子电路不可或缺的元件，在很多电气设备中也能看到电容器的存在。我们的日常生活离不开电子电路，当然也离不开电容器。电子技术的发展催促着电容器的发展。交流输电方式成为电网的供电方式，而电子电路需要直流电，因此需要将交流电网的供电转换为直流电。交流电的能量函数是时变的，直流电的能量函数是恒定的，在一个交流电周期，交流电的能量与直流电的能量可以相等，如1000W交流电和直流电功率在一个工频电源周期的能量为20J。但是，交流电转换成直流电过程中的瞬时能量是不相等的，破坏了能量守恒定律。如果完成交流电向直流电的转换，需要有一个能量缓冲装置或元件。简单的能量缓冲装置或元件就是电容器。由于交流市电仅为50Hz或60Hz，交流电转换为直流电的过程需要很大的电容量来满足缓冲能量的需求，与此同时还要具有经济、体积小的特点，电解电容器应运而生。时至今日，电子技术无处不在，如各类家电、手机、计算机，甚至照明也进入了电子化。电解电容器也随之进入人们生活的每一个角落，电解电容器的应用场景也越来越多。对电解电容器性能的要求不再仅仅是早期的电容量、额定电压、漏电流、损耗因数4项指标，根据不同的应用场景提出了等效串联电阻（ESR）、纹波电流、工作温度范围、寿命、耐久性等性能需求。进一步的要求有：电解电容器的等效串联电感（ESL）、频率特性曲线、阻抗-频率特性曲线、寿命与温度以及纹波电流的特性曲线、纹波电流的频率折算系数和温度折算系数。因此，电解电容器需要根据不用的应用场景给出合适的性能与价格的折中。根据应用场景的不同，对电解电容器性能需求也不同。一般用途型电解电容器通常为85℃/2000h或105℃/2000h，如CD110系列产品、CD29系列产品、CD135系列产品。这个水平的电解电容器对100kHz性能没有特殊要求，即便如此，也可以满足大多数对价格敏感的电子电路的要求。对于现在国内电解电容器制造水平，85℃/2000h产品是电解电容器制造入门级产品，低于这个水平的产品无法进入国内电解电容器应用市场。开关电源的密闭外壳要求电解电容器具有105℃/2000h以上的寿命，如105℃/6000~10000h。光伏逆变应用的电解电容器则希望有45℃/20年的寿命。LED的工作条件恶劣，需要体积小且125℃以上的工作温度和至少3000h寿命的电解电容器。智能手机充电器要求充电电流至少2A，液态电解电容器无法满足此要求，需要可以承受高纹波电流的固态铝电解电容器，这也是近十年来固态铝电解电容器发展的动力。
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