CN201503774U

CN201503774U - 铝电解电容老化电路及装置

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Publication number: CN201503774U
Application number: CN2009202104334U
Authority: CN
Inventors: 沈相武
Original assignee: Shangwu Electromechanical Technology (Shanghai) Co Ltd
Current assignee: Shangwu Electromechanical Technology (Shanghai) Co Ltd
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2019-09-29

Abstract

本实用新型为一种铝电解电容老化电路及装置，其电路为：铝电解电容串联一定电流控制回路后，连接至一老化电源，其中铝电解电容的正极接老化电源的正极，铝电解电容的负极接老化电源的负极。铝电解电容老化装置，包括一夹具主体，该夹具主体上具有复数对夹孔，每对夹孔对应一个电容的正、负极的插脚，每对夹孔串联一定电流控制回路后，组成一个老化单元，每个老化单元并联连接。本实用新型在老化过程中，准确地对通过每个电容器的老化电流密度进行分别控制，把老化过程中的电容器内部电解液消耗量降低到最低限度，把气体产生量降低到最低限度。

Description

铝电解电容老化电路及装置

技术领域

本实用新型涉及电解电容的制备领域，具体地说是一种铝电解电容老化电路及装置。

背景技术

一般来说，电解电容器是由具有绝缘氧化膜(经过化学合成生成)的正极(+)、没有经过化学合成的负极(-)、电解质及电解液构成。在制作电解电容器的过程中，有裁剪、打卷等工艺。这些工艺，往往会对正极(+)上的绝缘氧化膜(经过化学合成生成)带来损伤，导致电容器的漏电流大大增加。

为了解决在制造过程中产生的绝缘氧化膜损伤的问题，对组装完成的电容器进行另外一道工序。在电容器的正极上连接(+)电源，在负极上连接(-)电源，施加超标准的电，进行再化学合成处理，修复正极(+)铝箔上的绝缘氧化膜。上述工艺称为老化，经过这样的老化工艺，电容器的性能达到正常水平。

以前的老化工艺，如图7所示。把老化电源直接连接在电容器的正极和负极上，直接供应电源，直到达到设定的电压，修复破损的绝缘氧化膜。批量生产时，就把这些电容器并联起来施加电流，总电流量很大，无法控制供应到每个电容器的电流量，这是老工艺的缺点。还有，批量生产时，由于电流量很大，加大了气体产生量，电容器内部压力增大，造成电容器发热、爆裂、变形以及寿命缩短等现象，爆裂率、不良品率大大增加。人们为了解决这个问题，有时采用手动老化的方式，需要的电流量小，但需要长时间老化。利用上述这些方法进行电解电容器老化，生产力低下，成品率低下，这是个老大难的问题。

为了解决上述问题，以前还使用过如图8所示的方法，也就是给每个电容器串联上固定电阻，用固定电阻控制电流。这种方法，在控制电流方面，还是有其局限性。对中、高压电解电容器进行老化时，施加到电阻上的电压很大，电阻本身发热量加大，很容易导致固定电阻的破损。为了防止固定电阻的破损，需要使用大功力电阻。在实际的批量生产中，使用大功力电阻，制作老化夹具，不是件容易的事情，这是这种方法的缺点。以串联或者并联的方式，给每个电容器连接电阻，施加电流，进行老化处理，这种方式很难准确控制通过每个电容器的电流，在控制老化过程中发生的爆裂以及气体产生量的方面有其局限性。

在上述这种以串联或者并联的方式连接固定电阻进行老化处理的方式上，使用的固定电阻很大。为了老化工艺的自动化，需要制作器具，往往会碰到各种麻烦。在以前的老化自动化工艺中，每个固定电阻配一个夹具，采用串联的方式连接，把多个电容器以并联的方式连接在一个夹具上。以前制作的自动老化机就是这个样子。

在上述这种工艺中，多个电容器以并联的方式连接在同一个夹具上。如果一个电容器短路，那么，并联在同一个夹具上的其它电容器也得不到再化学合成。这个现象是导致成品率降低和生产力低下的原因。

无法控制通过每个电容器的老化电流，也是导致上述现象的原因之一，为了弥补这些缺点，给夹具上的每个电容器都配一个PTC(热敏电阻)，以串联的方式进行连接，如图9所示，这个办法也用过。

在这个工艺中，如果并联在同一个夹具上的某个电容器短路，施加到这个夹具上的电流会全部施加到这个发生短路的电容器上，同时与这个电容器串联的PTC就会发热。随着PTC内部温度的增加，PTC内部电阻也会加大，这样就可以减少通过这个电容器的电流，其它的电容器也不会受到影响。利用这个工艺进行老化，只是部分电容器报废，在提高成品率方面有一定的效果，但，在这种方式中，为了启动PTC，需要巨大的电流密度。PTC启动之后，将产生约2～5mA的漏电流，批量生产出没有完全老化的制品。因漏电流产生的不良品量居高不下，需要大大提高甄别不良品的能力，这也是个不容忽视的问题。

上述这种老化工艺，还有如下问题。需要使用过大的充电电流，导致制品内部发热，加速制品内部电解质的消耗，增加由电化学性氧化、还原反应引起的气体产生量，导致制品内部压力增加，缩短制品寿命。在这种老化过程中，靠什么控制电流密度呢？靠调整老化电源的电压和固定电阻的比例来控制，但，这种控制方法有其局限性。当老化电压达到一定程度时，就无法再控制电流了，这样问题又来了，这也是在老化过程中爆裂率居高不下的原因之一。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种在老化过程中，准确地对通过每个电容器的老化电流密度进行分别控制，把老化过程中的电容器内部电解液消耗量降低到最低限度，把气体产生量降低到最低限度的铝电解电容老化电路。

实现上述实用新型目的的技术方案如下：

铝电解电容老化电路，铝电解电容串联一定电流控制回路后，连接至一老化电源，其中铝电解电容的正极接老化电源的正极，铝电解电容的负极接老化电源的负极。

所述每个铝电解电容串联一定电流控制回路为一个老化单元，复数个老化单元并联后连接至老化电源。

所述定电流控制回路为：一晶体管的发射极连接一电阻，该电阻连接至一定电流控制电源的负极，所述晶体管的基极连接一二极管，该二极管连接至所述定电流控制电源的正极，所述晶体管的集电极串接于铝电解电容的负极。

所述每个电容的正极还串联一二极管。

所述电容的负极与晶体管的集电极之间串接一热敏电阻。

本实用新型的另一目的为提供一种铝电解电容批量老化的装置，其技术方案如下：

铝电解电容老化装置，包括一夹具主体，该夹具主体上具有复数对夹孔，每对夹孔对应一个电容的正、负极的插脚，每对夹孔串联一定电流控制回路后，组成一个老化单元，每个老化单元并联连接。

所述定电流控制回路为：一晶体管的发射极连接一电阻，该电阻连接至一定电流控制电源的负极，所述晶体管的基极连接一二极管，该二极管连接至所述定电流控制电源的正极；所述晶体管的集电极串接于电容的负极插脚的夹孔。

所述每个电容的正极插脚的夹孔还串联一二极管。

所述电容的负极插脚的夹孔与晶体管的集电极之间串接一热敏电阻。

本实用新型具有如下特点。在老化过程中，准确地对通过每个电容器的老化电流密度进行分别控制，把老化过程中的电容器内部电解液消耗量降低到最低限度，把气体产生量降低到最低限度；准确地控制老化电流，抑制爆裂，最大限度地提高成品率，提高寿命；把这些工艺应用到自动化机器中，最大限度地提高生产力。可以给每个电容器施加大小一致的老化电流，可以根据制品的额定电压和静电容量的大小施加恰当的电流密度。所以本实用新型有如下优点。可以把在老化处理过程中发生的电容器内部元件发热量降低到最低限度，可以抑制电容器之间的相互影响。

还有如下优点。给每个电容器施加适当的电流，可以极大地降低爆裂率、不良品率；可以很方便地用到夹具装置以及自动化设备上，进行批量生产，极大地提高生产力，极大地提高成品率。

还有个优点。能够主动地对应电容器主要材料(正极(+)材料、电解液等材料)的变化。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的以单个电容为例的原理图；

图2为本实用新型实施例2的以单个电容为例的原理图；

图3为本实用新型实施例3的以单个电容为例的原理图；

图4为本实用新型实施例4的以单个电容为例的原理图；

图5为本实用新型对电容批量老化的一种实施的原理图；

图6为本实用新型对电容批量老化的另一种实施的原理图；

图7-图9分别为现有技术1、2、3的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1所示，本实用新型中的实施例子1是最基本的定电流控制方法，它的特征是由晶体管(以下简称为“TR”)a、二极管c、老化电源e以及定电流控制电源f构成。

为了电解电容器cap的再化学合成化，用老化电源e供应老化电流，供应到电容器上的电流由串联在电容器负极(-)上的定电流回路控制。

此时，这种定电流的电流密度由施加在Tr a上基极端子上的电压决定，施加到电容器上的电流密度由定电流控制电源f的电压决定。

如上所述，本实用新型的定电流控制方式的特征是老化电源和定电流控制电源分开布置，给每个电容器施加相同的电流密度，使元件内部发热最小化，降低爆裂率和不良品率，每个制品的质量均一。

如图1所示，是以定电流控制电源f(给TR a基极端子和电阻b施加电流)的电压变动来控制老化电流(给电容器g施加电流)的方法，换句话说也就是老化电流的控制是根据定电流电压控制自动得到进行的。

实施例2

如图2所示，与实施例1不同仅在于，在电容器前端上，布置了二极管c，它可以防止放电。当并列着的电容器中的一部分在老化过程中突然短路，或者发生爆裂等问题，在老化过程中得到充电的每个电容器都会瞬间放电，会互相施加影响，二极管就是为了防止这个问题而布置的。

实施例3

如图3所示，与实施例2不同仅在于(当然也可在实施例1的基础上如此设置)，在Tr前端，布置了过电流保护元件PTC，PTC与Tr以串联的方式得到连接。当电容器内部里发生短路现象时，老化电源的电压会全部施加到定电流控制回路上的Tr a，Tr a一旦处于饱和状态，整个过电流回路里就会流入过大的电流，给Tr a以及电阻b带来损伤。过电流保护元件PTC就是为了解决这个问题而布置的，当有过大的电流流入时，它可以瞬间切断电源，保护Tr以及电阻。

实施例4

如图4所示，与实施例3不同仅在于，在定电流回路控制方式中，把老化电源的(-)电源和定电流控制电源的(-)电源作为共同端子进行连接，利用这种方式也可以进行定电流控制老化处理，其老化效果与实施例子1、2、3的老化效果一致。

图5和图6分别是本实用新型对铝电解电容进行批量老化的两种具体实施的原理图，因在上述实施例1-4中已进行了较为详细的描述，故在此就不再赘述。

铝电解电容老化装置，是在现有的老化夹具的基础上应用了上述定电流控制回路，因夹具部分是现有的，而定电流控制回路部分在上面也进行了较为详细的描述，所以在此不再赘述，下面参考图1-图6进行简单的描述：铝电解电容老化装置包括一夹具主体，该夹具主体上具有复数对夹孔，每对夹孔对应一个电容的正、负极的插脚，每对夹孔串联一定电流控制回路后，组成一个老化单元，每个老化单元并联连接。

所述每个电容的正极插脚的夹孔还串联一二极管。

如图7-9所示的现有技术1、2、3，以及本实用新型实施例1、2、3、4所示，本实用新型例子与现有技术的差异点如下。在以前的老化方式中，无法对通过每个电容器的老化电流进行分别控制；在本实用新型中，可以自由地对通过每个电容器的老化电流进行分别控制，这是本实用新型的特征。在本实用新型的定电流控制方式中，可以布置多个老化电源和定电流控制电源。在老化过程中，根据每个制品的充电电压上升情况和内部温度上升情况，对通过它的老化电流进行分别控制，有效地控制在老化过程中产生的内部发热现象，减少因内部发热引起的爆裂，减少电解液消耗量，有效地解决损失增大以及寿命缩短等问题。

如定电流控制回路实施例子4所示，在TR的发射极端子前端上布置了过电流保护元件PTC，这是为了保护TR以及定电流控制用电阻。当对高电压电解电容器进行老化处理时，如果电容器内部爆裂或者短路，那么就会在瞬间有过大的电流流入TR，使TR处于保护状态，也就是TR受到损伤。有了这保护元件PTC，就可以解决这个问题了。当瞬间流入过大的电流时，PTC自身也发热，PTC自身电阻激增，切断过大电流，保护TR以及定电流控制用电阻。

在表1中显示了对400WV/47μF制品进行不同方式的老化处理得到的结果，也就是实施例1、2、3、4和现有技术1、2、3的结果。

表1.400WV/47μF老化测试结果

	静电容量(μF)	损失值(％)	漏电流(μA)	爆裂不良(％)	外观不良(％)
	静电容量(μF)	损失值(％)	漏电流(μA)	爆裂不良(％)	外观不良(％)	实施例1	46.32	4.2	23.5	0.00	0.00
实施例2	46.31	4.2	23.8	0.00	0.00	实施例1	46.32	4.2	23.5	0.00	0.00
实施例2	46.31	4.2	23.8	0.00	0.00	实施例3	46.32	4.2	23.6	0.00	0.00
实施例4	46.33	4.2	23.6	0.00	0.00	实施例3	46.32	4.2	23.6	0.00	0.00
实施例4	46.33	4.2	23.6	0.00	0.00	现有技术1	46.26	4.7	33.2	4.24	3.25
现有技术2	46.28	4.7	31.7	4.21	3.15	现有技术1	46.26	4.7	33.2	4.24	3.25
现有技术2	46.28	4.7	31.7	4.21	3.15	现有技术3	46.30	4.6	26.5	2.54	2.65

如表1所示，在定电流控制老化方式中，老化后，漏电流偏差明显减少；在爆裂率不良品率方面，与现有技术1、2、3比起来，有着显著的差异。在定电流控制老化方式中，爆裂率和不良品率明显减少，每个电解电容器能够容纳的电流量还是受到限制的，受其电压以及容量的影响，但要比以前的老化方式要优越的多。在以前的老化方式中，能够控制总电流，但在分别控制和施加一致的电流方面有其局限性。当施加电容器不能够承受的过大电流时，电容器内部电阻温度急剧上升，发生急剧的氧化-还原反应，发生爆裂现象，导致不良品率居高不下。看表上的结果，就可以看出因内部发热引起的损失值的增加。

如表1所示，对多个同种电容器分别进行不同方式的老化处理，结果如下。利用定电流回路进行的老化处理，爆裂率、不良率可以减少约2-5％以上。

Claims

1.铝电解电容老化电路，其特征为：铝电解电容串联一定电流控制回路后，连接至一老化电源，其中铝电解电容的正极接老化电源的正极，铝电解电容的负极接老化电源的负极。

2.根据权利要求1所述的铝电解电容老化电路，其特征为：所述每个铝电解电容串联一定电流控制回路为一个老化单元，复数个老化单元并联后连接至老化电源。

3.根据权利要求1或2所述的铝电解电容老化电路，其特征为：所述定电流控制回路为：一晶体管的发射极连接一电阻，该电阻连接至一定电流控制电源的负极，所述晶体管的基极连接一二极管，该二极管连接至所述定电流控制电源的正极，所述晶体管的集电极串接于铝电解电容的负极。

4.根据权利要求1或2所述的铝电解电容老化电路，其特征为：所述每个铝电解电容的正极还串联一二极管。

5.根据权利要求2所述的铝电解电容老化电路，其特征为：所述铝电解电容的负极与晶体管的集电极之间串接一热敏电阻。

6.铝电解电容老化装置，包括一夹具主体，该夹具主体上具有复数对夹孔，每对夹孔对应一个电容的正、负极的插脚，其特征为：每对夹孔串联一定电流控制回路后，组成一个老化单元，每个老化单元并联连接。

7.根据权利要求6所述的铝电解电容老化装置，其特征为：所述定电流控制回路为：一晶体管的发射极连接一电阻，该电阻连接至一定电流控制电源的负极，所述晶体管的基极连接一二极管，该二极管连接至所述定电流控制电源的正极；所述晶体管的集电极串接于电容的负极插脚的夹孔。

8.根据权利要求7所述的铝电解电容老化装置，其特征为：所述每个电容的正极插脚的夹孔还串联一二极管。

9.根据权利要求7所述的铝电解电容老化装置，其特征为：所述电容的负极插脚的夹孔与晶体管的集电极之间串接一热敏电阻。