Abstract: With the development of electrical equipment and technology. The resistance of aluminum electrolytic capacitor ripple current put forward higher request. In this paper, the special structure to improve the ripple current of the aluminum electrolytic capacitor.
Key words: Special structure; Aluminum electrolytic capacitor; Ripple current
【中图分类号】V214.9 【文献标识码】B 【文章编号】1561-0330（2018）04-0000-00
1 引言
铝电解电容器的耐纹波电流又称为最大允许纹波电流，定义为在最高工作温度条件下电容器最大所能承受的交流纹波电流有效值，指定的纹波为标准频率（一般为100Hz-120Hz）的正弦波。影响铝电解电容器的耐纹波电流的因素有很多，本文主要介绍运用一些特殊结构设计来提高铝电解电容器的耐纹波电流。
2 无固定剂结构
无固定剂结构顾名思义就是铝电解电容器的芯包不使用固定剂来固定，而是通过盖板和铝壳的特殊结构来固定。
盖板结构：盖板反面的中间位置有顶针，和顶针相连的有三条加强勒，盖板实物图如图1所示。
铝壳结构：铝壳底部的中间位置有顶针，和顶针相连的有四条加强筋，铝壳实物图如图2所示。
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在电容器封口之前，有压盖设备在盖板上施加一定的压力，加强勒和加强筋都嵌入到芯包里，再进行封口，这样就把芯包固定住。无固定剂产品的箔和纸的片宽设计也比较特殊，要考虑芯包的总高度不影响封口，又要保证电容的耐震性能，阴极箔延伸与铝壳底部接触。
有固定剂和无固定剂产品对比如表1所示。
盖板中间有孔，端子是偏在一边的，铝壳中间有一体成型的中空柱，中空柱向外和外围铝壳向里同时与盖板进行封口密封，我们都知道电容发热时芯包的中心位置温度最高，这款电容的芯包的中心位置在中空柱的中心，直接暴露在与外界直接接触的空气中，可想而知它的散热性能有多好。UTOR 400V 4700μF ф77X117 额定纹波电流24A，国内厂家对应系列产品400V 4700μF ф77X117额定纹波电流只能达到19.8A。
这个结构还有另一个好处就可以安装中心散热金属装置进行降温，如图4所示，电容中心有空洞，利用金属件将电容固定在母排上，电容散发的热通过散热金属装置快速散掉。
4 粘性垫片、导热矽胶垫片
螺栓式铝电解电容一般使用无粘性的PVC垫片，在进行热缩后，PVC垫片与电容器铝壳底部不能完全贴合，中间会有一定的空气，我们知道热量从系统的一部分传到另一部分共有三种模式：热传导、对流、辐射，存在一定的空气热量只能通过对流进行，这对电容器散热不利，现在有一种PET粘性垫片，垫片的一面有胶，可以更好的贴合电容器铝壳底部，使热量通过热传导传输。
与粘性垫片配合的是导热矽胶垫片，一般是加在电容器粘性垫片的外面，导热矽胶也是一面有粘性的，加贴导热材料的电容器如图5所示。
导热矽胶的特性是用于电子产品、电子设备的发热功率器件（集成电路、功率管、可控硅、变压器等）与散热设施（散热器、铝制外壳等）之间紧密接触，达到更好的导热效果。加装散热器的电容器如图6所示。
粘性垫片加导热矽胶垫片加散热器到底对提供纹波电流有多少贡献呢？在2014年德国慕尼黑电子展上TDK电容使用导热矽胶和散热器纹波电流比额定纹波电流增大1.7倍。TDK电容器如图7所示。
5 优化无固定剂产品芯包
电容器发热时中心点温度最高，这个中心点是相对中心，应该是芯包阳极箔其起圈处中心是温度最高点，假设使这个起圈的位置离芯包正中心，理论上芯包正中心的温度会低一点。通过增加芯包空卷圈数来使起圈的位置远离芯包正中心。
芯包的热通过底部的阴极箔导到铝壳上，假设底部露出的阴极箔变长，芯包底部的导热阴极箔的体积更大，理论上芯包温度越低。
为了验证这两个假设，我们做了如下实验。
生产3个批次同样材料的产品各2只，芯包设计如下：
批次1：芯包空卷10圈、底部阴极箔露出1mm；
批次2：芯包空卷10圈、底部阴极箔露出2mm；
批次3：芯包空卷25圈、底部阴极箔露出2mm；
试验条件：85℃，同等电压，同等纹波电流。
中心温度温升对照表如表3所示。
如果不考虑电容器个体之间的差异和测量仪器的误差，以上数据可以证明这两个假设可行。在我们设计新产品时可以考虑增加芯包的空卷圈数和增加底部阴极箔的长度。
6 结语
使用特殊结构来提高电容的耐纹波电流，主要有以下2个方面：
（1）使用特殊零部件（铝壳、盖板、垫片）；
（2）设计调整（增加芯包空卷圈数+增加芯包底部阴极箔长度）。
参考文献
[1]Nippon chemi-con UTOR系列产品手册[Z].
[2]HITACHI AIC产品手册[2].
[3]南通海立电子有限公司产品手册[Z].
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