[发明专利]中高压铝电解电容器大功率高频脉冲老练仪及老练方法

说明书

技术领域

本发明公开一种电解电容器的老练仪及老练方法，特别是一种中高压铝电解电容器大功率高频脉冲老练仪及采用该老练仪对中高压铝电解电容器的老化方法。

背景技术

电解电容器在制造过程中，由于切箔、刺铆和卷绕等作业，对电极铝箔上的化成氧化膜所造成的损伤，仅靠电容器的自愈能力，难以完全修复。必须经过老练这一工序，才能保证产品的性能达到标准要求，而且具有相当稳定性及均一性。老练工艺是铝电解电容器制造的关键工艺之一，它是以一定电压或电流对电容器进行再化成处理，其作用是修补作为电介质的铝氧化膜，以降低漏电流，保证电解电容器的性能与品质达到标准要求。化成实质是一个电解过程，在电压或电流的作用下，阳极铝箔的Al³⁺与电解液中的水电离生成的O^2-化合，在阳极生成氧化膜Al₂O₃，并同时在阴极上析出H₂，氧化膜和H₂的生成量符合法拉第电解定律。但是，实际上老练工艺的耗电量远远大于理论计算出所需的电量，这就是说老练工艺的通电并非时时有效的，根据电化学分析，化成时的电压主要施加在氧化膜上，除界面外，电解液中几乎没有电压降，离子运动主要靠浓度差引起的浓度扩散。化成时阳极附近的离子运动主要有：(1)Al³⁺进入界面与O^2-化合生成Al₂O₃膜；(2)电解液中的水电离成H⁺及OH^-，OH^-再电离成O^2-(提供上一反应所需)和H⁺；(3)H₂O电离成O^2-的同时，有2个H⁺生成，因为pH值高低决定于H+浓度，因此阳极附近得pH值(＜4)就会较低，显酸性会影响氧化膜的稳固生成(稳固生成需pH值为6～8)，必须由电解液中电解质的负离子(己二酸、癸二酸等的负离子根)来中和。Al³⁺进入界面由于有阳极电位的作用是不成问题的，二后两种在化成消耗后O^2-和电解质负离子的及时补充，却要靠他们自身的浓度差扩散来完成。因为浓度差扩散速率要比在电场作用下的例子移动速率小得多，因此他们的扩散是影响效率的重要因素。铝电解电容器老练工艺分为传统的连续直流法和脉冲法。目前国内对铝电解电容器大都采用传统的连续直流电压(恒压法)或电流(恒流法)对铝电解电容器进行老练的方法，或在中高压采取分2～3个台阶电压法，其效率低、效果差，老化时间长达十几个小时。造成生产周期长，设备多，占地面积大，成品率低。脉冲老练法时用一定频率，一定占空比的电压或电流的单向方波脉冲，替代传统的连续直流电压或电流对铝电解电容器进行老练的方法，可大大缩短老练时间，但是，现有技术中的脉冲老练法都是采用矩形波电压的脉冲老练电源装置，在矩形波的高电平期间(2～300秒)内对铝电解电容器充电，在矩形波电压的低电平期间(0.5～3秒)内对铝电解电容器放电，利用其对中高压电容进行老练，仍然没有达到缩短老练时间的明显效果。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的传统电容老练仪及老练方法对中高压电解电容不理想的缺点，本发明提供一种新的中高压铝电解电容的老练仪及老练方法，其采用高频脉冲对中高压铝电解电容进行老练。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种中高压铝电解电容器大功率高频脉冲老练仪，老练仪包括微处理模块、电压电流可控直流电源模块(以下简称直流电源模块)和开关电路，微处理模块输出控制信号控制直流电源模块工作，直流电源模块工作输出电源给开关电路，微处理模块控制开关电路输出高频脉冲。

一种采用上述的老练仪进行的中高压铝电解电容器高频脉冲老练方法，该方法为采用老练仪输出频率为1～10000Hz，占空比为0.3～0.8的高频脉冲对电解电容器进行老练，老练装置输出电压为0～600V，电流为0～20A，老练过程为：利用1.5～2.5小时，在室温下将老练电压从0V升压至设定输出电压对铝电解电容器进行老练，然后再在85℃-115℃的高温下保持设定输出电压对铝电解电容器老练1.0小时，然后再降温至室温保持设定输出电压对铝电解电容器老练0.5小时。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的老练仪中还包括检测模块，检测模块检测直流电源模块输出的电压，并输入给微处理模块。