CN107256800A - 电解电容和音频电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电解电容和音频电路，电解电容包括电解纸、正极箔、负极箔和导针组件，该电解纸隔开该正极箔和该负极箔，该导针组件连接该正极箔和该负极箔，该正极箔开设有穿孔，该导针组件与该正极箔的连接处和该穿孔错开。上述电解电容和音频电路中，正极箔开设有穿孔，可增加正极箔和电解纸之间的接触面积，从而可降低电解电容的ESR和损耗角，同时，导针组件与正极箔的连接处和穿孔错开，可避免电解电容的正负极短路。

Description

电解电容和音频电路
技术领域
本发明涉及电容技术领域，尤其涉及一种电解电容和音频电路。
背景技术
在相关技术中，高保真设备对音质要求很高，所以音频电路的电容需要专门设计，尽可能地降低电解电容的ESR(equivalent series resistance，等效串联电阻)和损耗角等，并提升低频纹波电流值。
发明内容
本发明实施方式提供一种电解电容和音频电路。
本发明实施方式的一种电解电容，包括电解纸、正极箔、负极箔和导针组件，该电解纸隔开该正极箔和该负极箔，该导针组件连接该正极箔和该负极箔，该正极箔开设有穿孔，该导针组件与该正极箔的连接处和该穿孔错开。
本发明实施方式的一种音频电路，包括上述的电解电容。
本发明实施方式的电解电容和音频电路中，正极箔开设有穿孔，可增加正极箔和电解纸之间的接触面积，从而可降低电解电容的ESR和损耗角，同时，导针组件与正极箔的连接处和穿孔错开，可避免电解电容的正负极短路。
本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施方式的电解电容的部分截面示意图；
图2是本发明实施方式的电解电容的层状结构的结构示意图；
图3是本发明实施方式的电解电容的正极箔和第一导针的连接示意图；
图4是本发明实施方式的电解电容的ESR对比曲线图；
图5是本发明实施方式的电解电容的Z值对比曲线图；
图6是本发明实施方式的音频电路的输出耦合电路的电路示意图；
图7是本发明实施方式的音频电路的输入耦合电路的电路示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请一并参阅图1-图3，本发明实施方式的一种电解电容100，包括电解纸102、正极箔104、负极箔106和导针组件108，电解纸102隔开正极箔104和负极箔106，导针组件108连接正极箔104和负极箔106，正极箔104开设有穿孔110，导针组件108与正极箔104的连接处112和穿孔110错开。
上述电解电容100中，正极箔104开设有穿孔110，可增加正极箔104和电解纸102之间的接触面积，从而可降低电解电容100的ESR和损耗角，同时，导针组件108与正极箔104的连接处112和穿孔110错开，可避免电解电容100的正负极短路。
进一步地，本发明实施方式的电解电容100还可提升低频纹波电流值，电解电容100可作为高保真设备音频电路的专用电容，可以极大地提升高保真设备的音质，满足了用户的需求。
具体地，本发明实施方式的电解电容100形成引线式的电解电容100，如此，电解电容100易于安装。
由于正极箔104具有一定的厚度，穿孔110贯穿正极箔104，使得穿孔110的孔壁可作为与电解纸102接触的表面，进而增加了正极箔104与电解纸102的接触面积。在本发明实施方式中，穿孔110沿正极箔104的厚度方向贯穿正极箔104。
在一个例子中，正极箔104和负极箔106可采用铝箔。可以理解，在其它例子中，正极箔104和负极箔106也可采用其它材料作为极箔，在此不再具体限制。
本发明实施方式的电解电容100具有较低的ESR、损耗角和漏电流，具体的参数见下表1和图4和图5。
表1
在表1中，LC表示漏电流，LC越小越好。频率Hz代表信号频率，或充电频率，表示向电解电容100充电的信号的频率。Cap表示电解电容100的容量，DF表示电解电容100的损耗角，ESR表示电解电容100的等效串联电阻，ESR越小越好，Z表示电解电容100的阻抗、容抗和感抗相加的表征值。
在某些实施方式中，电解纸102包括绝缘纸114和附着在绝缘纸114上的电解液(图未示)，电解液的含水量为70～80％。如此，这样能够提高电解液的导电性，进一步降低电解电容100的ESR。
具体地，本发明实施方式中，较佳地，电解液的含水量为80％。
在本发明实施方式的电解电容100中，绝缘纸114可使用普通纸浆纸制作，实现了降低电解电容100的ESR和损耗角。可以理解，在相关技术中，为尽可能地降低电解电容100的ESR和损耗角，并提升低频纹波电流值，电解液应尽量渗入绝缘纸114。但是因为电解电容100的结构需要将正负极箔和绝缘纸114卷绕成柱状，所以如果绝缘纸114的密度太低在卷绕过程中绝缘纸114容易断裂，如果绝缘纸114的密度太高，电解液难以渗入。所以使用普通纸浆纸的技术难以解决这个问题。在相关技术方案中，采用丝绸替代纸浆制作绝缘纸114，利用丝绸本身的高韧性和高吸水性来提高电解液在绝缘纸114里的渗透率，以提升电解电容100的音频性能。但是，丝绸材质相比纸浆成本极高，并且难以加工，因此，丝绸制作的绝缘纸114的普及率较低。
在本发明实施方式中，绝缘纸114可使用普通纸浆纸制作，降低了成本和加工难度，本发明实施方式的电解电容100易于推广，适用于大范围应用。
可以理解，绝缘纸114的密度越低，绝缘纸114所能附着的电解液就越多，但绝缘纸114在卷绕过程中较容易断裂。因此，可在降低绝缘纸114的密度时，可适当增加绝缘纸114的厚度，使得绝缘纸114的结构强度得到提高，符合设计要求。
在某些实施方式中，请参图，电解纸102、正极箔104和负极箔106层叠构成层状结构116，层状结构116卷绕呈柱状，相对于负极箔106，正极箔104位于层状结构116的外侧。
如此，这能让正极箔104卷绕到外面，这样实际上加大了正极箔104的卷绕长度，因为电解电容100的容量主要由正极箔104的面积决定，在相同容量的电解电容100的情况下，正极箔104的卷绕层数可以降低，从而减少电解电容100的等效串联阻抗(ESR)和感抗。
具体地，在本发明实施方式中，层状结构116呈圆柱状，这样使得层状结构116较容易卷绕，提高了电解电容100的生产效率。
在某些实施方式中，导针组件108包括间隔的第一导针118和第二导针120，第一导针118连接正极箔104，第二导针120连接负极箔106，第一导针118与正极箔104的连接处112和穿孔110错开。如此，两个导针可使得电解电容100易于与外部电路连接。
具体地，为方便区分导针所连接的极箔的极性，第一导针118的长度与第二导针120的长度不相等。在图1所示的示例中，第二导针120的长度大于第一导针118的长度。在其它例子中，第二导针120的长度可小于第一导针118的长度。
在某些实施方式中，第一导针118通过第一钉针122与正极箔104连接，第二导针120通过第二钉针(图未示)与负极箔106连接，第一钉针122的数量大于3个，和/或第二钉针的数量大于3个。如此，这样能够进一步降低电解电容100的ESR。
具体地，第一钉针122的数量大于3个，和/或第二钉针的数量大于3个包括以下几种情况：1)第一钉针122的数量大于3个；2)第二钉针的数量大于3个；3)第一钉针122的数量大于3个和第二钉针的数量大于3个。
在本发明实施方式中，较佳地，第一钉针122的数量为4个，第二钉针的数量为4个。
在某些实施方式中，穿孔110的数量是多个，多个穿孔110呈阵列排布。如此，这样能进一步增大正极箔104与电解纸102的接触面积。
具体地，在本发明实施方式中，多个穿孔110呈方形阵列排布。这样的排布方式简单，易于实现。
需要指出的是，在某些实施方式中，穿孔110的具体数量，可由正极箔104的结构强度和电解电容100的ESR和损耗角等属性参数共同决定。
在某些实施方式中，穿孔110呈长方形，穿孔110的尺寸为20mm*1mm。如此，这样易于在正极箔104上形成穿孔110，而且穿孔110的尺寸也较为适中。
另外，穿孔110的深度可由穿孔110的孔轴相对于正极箔104的厚度方向的倾斜角度决定。在穿孔110的孔轴相对于正极箔104的厚度方向的倾斜角度等于零时，即穿孔110的孔轴平行于正极箔104的厚度方向，穿孔110的深度等于正极箔104的厚度。可以理解，穿孔110的孔轴垂直于穿孔110的长度方向和宽度方向。
在某些实施方式中，正极箔104和负极箔106是经腐蚀液腐蚀后的极箔，腐蚀液的浓度范围为3-5％，腐蚀时间为3-5小时。如此，这样能够降正极箔104和负极箔106的腐蚀程度，使得正极箔104和负极箔106的腐蚀状态比较均匀，电解电容100的损耗角较小，电解电容100的响应速度大大提升。
较佳地，腐蚀液的浓度为4％，相比于常规的腐蚀液浓度(6％)降低了1/3。腐蚀时间为4小时，相比于常规的腐蚀时间(2小时)增加了100％。
在一个例子中，当极箔为铝箔时，腐蚀液为铝箔腐蚀液。
在某些实施方式中，电解电容100包括壳体126和填充物128，壳体126收容电解纸102、正极箔104、负极箔106和填充物128，导针组件108穿设壳体126和填充物128并连接正极箔104和负极箔106。如此，壳体126能够保护电解电容100，填充物128可防止电解纸102里的电解液泄漏。
具体地，可选择胶粒作为填充物128。在图1所示的示例中，导针组件108包括第一导针118和第二导针120，第一导针118和第二导针120穿设壳体126的顶部。
在本发明实施方式中，壳体126的底部还设有防爆阀130以保证电解电容100的使用安全性。壳体126外还套设有套管132，对壳体126进一步保护。在一些例子中，壳体126可采用铝壳，套管132可采用塑料套管。
另外，在本发明实施方式中，层状结构116还包括另一电解纸134，另一电解纸134设置在正极箔104的外侧，另一电解纸134隔开正极箔104和壳体126。
本发明实施方式的一种音频电路，包括上述任一实施方式的电解电容100。
上述音频电路中，正极箔104开设有穿孔110，可增加正极箔104和电解纸102之间的接触面积，从而可降低电解电容100的ESR和损耗角，同时，导针组件108与正极箔104的连接处112和穿孔110错开，可避免电解电容100的正负极短路。
具体地，请参图6和图7，电解电容100可以用于音频电路的输出耦合电路136和/或输入耦合电路138，以隔除直流。电解电容100对模拟音频信号衰减非常微弱并且响应速度极快，可以完美地再现原始的音频信号。在某些实施方式中，音频电路为模拟音频电路。
请参图6，当电解电容100应用于输出耦合电路136时，输出耦合电路136包括第一比较器140、第二比较器142、第一输出端子144、第二输出端子146和两个电解电容100，一个电解电容100连接第一比较器140的输出端和第一输出端子144，另一个电解电容100连接第二比较器142的输出端和第二输出端子146。第一输出端子144可作为左输出端子，第二输出端子146可作为右输出端子。
请参图7，当电解电容100应用于输入耦合电路138时，输入耦合电路138包括模数转换器148、第一输入端子150、第二输入端子152和两个电解电容100，一个电解电容100连接第一输入端子150和模数转换器148的一个引脚，另一个电解电容100连接第二输入端子152和模数转换器148的另一个引脚。第一输入端子150可作为左输入端子，第二输入端子152可作为右输入端子。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电解电容，其特征在于，包括电解纸、正极箔、负极箔和导针组件，该电解纸隔开该正极箔和该负极箔，该导针组件连接该正极箔和该负极箔，该正极箔开设有穿孔，该导针组件与该正极箔的连接处和该穿孔错开。
2.如权利要求1所述的电解电容，其特征在于，该电解纸、该正极箔和该负极箔层叠构成层状结构，该层状结构卷绕呈柱状，相对于该负极箔，该正极箔位于该层叠结构的外侧。
3.如权利要求1所述的电解电容，其特征在于，该导针组件包括间隔的第一导针和第二导针，该第一导针连接该正极箔，该第二导针连接该负极箔，该第一导针与该正极箔的连接处和该穿孔错开。
4.如权利要求3所述的电解电容，其特征在于，该第一导针通过第一钉针与该正极箔连接，该第二导针通过第二钉针与该负极箔连接，该第一钉针的数量大于3个，和/或该第二钉针的数量大于3个。
5.如权利要求1所述的电解电容，其特征在于，该穿孔的数量是多个，该多个穿孔呈阵列排布。
6.如权利要求1或5所述的电解电容，其特征在于，该穿孔呈长方形，该穿孔的尺寸为20mm*1mm。
7.如权利要求1所述的电解电容，其特征在于，该电解纸包括绝缘纸和附着在该绝缘纸上的电解液，该电解液的含水量为70～80％。
8.如权利要求1所述的电解电容，其特征在于，该正极箔和该负极箔是经腐蚀液腐蚀后的极箔，该腐蚀液的浓度范围为3-5％，腐蚀时间为3-5小时。
9.如权利要求1所述的电解电容，其特征在于，该电解电容包括壳体和填充物，该壳体收容该电解纸、该正极箔、该负极箔和该填充物，该导针组件穿设该壳体和该填充物并连接该正极箔和该负极箔。
10.一种音频电路，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电解电容。
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