CN1085009A

CN1085009A - 铝电解电容器脉冲电压老练装置

Info

Publication number: CN1085009A
Application number: CN 92112026
Authority: CN
Inventors: 高西汉
Original assignee: Xidian University
Current assignee: Xidian University
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1994-04-06

Abstract

本发明属于铝电解电容器脉冲电压老练装置，其目的在于克服直流电压老练时间长，次、废品率高等缺点，同时用于克服现有脉冲电压老练技术只能老练低压产品，老练产品的总容量不大以及效果欠佳的不足。本发明的技术特征是由组成老练装置的单片控制机控制多路脉冲电压波产生电路，产生出多个波形完全相同，但时间上相互间有一定时延的矩形波。本发明适用于各种高、中、低压铝电解电容器的老练，应用前景广阔。

Description

本发明属于铝电解电容器脉冲电压老练装置。

老练是生产铝电解电容器的关键工艺，其作用在于修补作为电介质的铝氧化膜，降低漏电流。目前国内对铝电解电容器都采用直流电压老练的方法，其效率低，效果差。不少厂家老练时间长达数十小时，但仍有不少产品因漏电流过大不能达到国标、厂标（漏电流系数＜0.03）的要求而成为次品、废品。这种传统的老练方法必然是造成生产周期长、厂房占地面积大、工艺装备庞大复杂、成品率低。同时，也无法生产出对漏电流要求特别小的高质量产品。国内也有厂家从日本引进成套的老练、自动分选设备，但只能用于低压产品，而且每次老练的总容量不大（≯0.2～0.3法拉）。同时，在老练后仍有部分产品不能达到规定的标准。

本发明的目的在于提供一种对铝电解电容器进行十分有效老练的新型脉冲电压老练装置，用于克服直流电压老练造成的效率低，时间长和老练效果差，因漏电流过大，次品、废品率较高等缺点。同时克服现有脉冲电压老练装置只适用于低压产品，而且每次老练总容量不大以及老练效果欠佳的不足。为生产漏电流特别小的高质量铝电解电容器提供保证。

实现本发明的理论根据是：1、在铝电解电容器充电时，由于氧化膜与工作电解液界面处形成负离子空间电荷的聚积。在直流电压老练时，空间电荷层中具有修补氧化膜功能的负离子逐步耗尽，而工作电解液中这种负离子因界面负空间电荷的静电斥力而无法进入该区进行修补，从而使修补功能逐渐丧失。在脉冲电压老练时，由于界面区负空间电荷的聚积和消散。使界面区具有修补功能的负离子始终保持高浓度状态，有利于庇点的修复。同时，脉冲电压的波头部分可以使界面处产生正的感应电荷，它也有利于界面处负离子的修补功能。2、在脉冲电压老练时电容器内由于发热比直流老练时多，既有利于负离子空间电荷的聚积和消散，也有利于氧化膜向介电性能更好的γ′-AL₂O₃晶型转变。所以，效率高、效果好。3、在修补过程中，在个别庇点处由于电场过高而出现电子电流并伴随O2泡的出现，它将堵塞在庇点的微孔处。直流电压老练时，O2泡将阻止工作电解液进入庇点的微孔处从而妨碍修补工作的进行。在脉冲电压老练时，电容器放电期间，O2泡可以从微孔处逸出，工作电解液在毛细管压力的作用下进入庇点处进行修补。温度愈高，修补的效率愈高。4、在老练时，电流的主要部分是AL³⁺和O^2-离子在电场作用下形成的离子电流，它们分别向电解液和铝电极扩散迁移，并使庇点处氧化膜在两侧增厚，从而得到修补。在直流电压老练时，扩散迁移速度很慢，但在脉冲电压老练时，可以活化AL³⁺和O^2-的扩散迁移。从而提高老练的效率。

实现本发明的技术方案是：1、脉冲电压采用矩形波电压。在矩形波电压的高电平时间T1（2～300秒）内对电容器充电，在低电平（零电压）时间T2（0.5～30秒）内对电容器放电。充放电时间常数τ₁、τ₂≤0.5秒。对不同的额定电压，不同的电容量，不同的工作电解液和老练的不同阶段，采用不同的周期T0（-T1+T2）和不同的占空比T1/T2的脉冲电压，可得最佳的老练效果。对低压产品。一次性升压至1.4U_额定。对中、高压产品。则逐步升压至1.2U_频定。2、采用可控硅作为充放电元件，并与限流电阻和被老练电容器组成脉冲电压的产生电路。可控硅的导通受单片机的控制。

附图是本发明的实施例。

图1是铝电解电容器脉冲电压老练装置电原理图。它由脉冲电压产生电路和单片控制机组成。RTn和BTn（n＝1、2、……n）分别是单向可控硅充电元件和双向可控硅放电无件，Rn和Rn′（n＝1、2、……n）分别是充电和放电可控硅的限流电阻，Rn与RTn串联，被老练电容器Cn是其充电电路的负载，Rn′和BTn串联后与Cn并联。可控硅的导通由单片控制机控制。单片控制机的On端与Cn连接，其输出端1、2、……n和1′、2′、……n′分别与单向可控硅RT1、RT2、……RTn和双向可控硅BT1、BT2、……BTn的控制极连接。图中Rn、RTn、R′n、BTn、Cn（n＝1、2、……n）构成n路脉冲电压产生电路。各路可控硅的导通受单片控制机的控制，使充放电时间在先后顺序上有一定的时延，这样就可以使电源的负担均匀分配，保证每次可同时老练大批量的电容器，总容量1～2法拉。在单片控制机的控制下。每路可控硅先后导通，可产生在时间上相互错开，而波形相同的一定周期和占空比的矩形脉冲电压波。

图2是脉冲产生电路产生的矩形电压波形图。每组波形的时延是T0/n，它受单片控制机的控制。

本发明对铝电解电容器的老练来说，可以明显缩短老练时间，大大减少漏电流，如对中低压产品，在室温下老练一小时，可使漏电流系数小于0.001，而适当延长老练时间和提高老练温度可使漏电流系数小于0.0001。因此，它的效率高、效果好，可大大缩短生产周期，生产出高质量的铝电解电容器。本发明适用于各种高、中、低压铝电解电容器的老练，所以具有广阔的应用前景。

Claims

1、一种利用脉冲电压对铝电解电容器进行老练的装置，其特征在于该装置由单片控制机和多路脉冲电压产生电路组成，每路脉冲电压产生电路由相同的元件组成：单向可控硅RTn及其限流电阻Rn′相串联构成，被老练电容器Cn是充电电路Rn、RTn的负载并与放电电路BTn、Rn′相并联，单片控制机的On端与被老练电容器Cn连接，其输出端分别控制可控硅RTn和BTn的控制极，使每路脉冲电压产生电路产生在时间上有一定的时延、波形完全相同的矩形波电压。

2、根据权利要求1所述的铝电解电容器脉冲电压老练装置，其特征在于矩形波电压的高电平时间T1为2～300秒，低电平时间T2为0.5～30秒，电容器充放电时间常数τ₁、τ₂≤0.5秒。