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小型电解电容器电子电路进入晶体管时代,红宝石电容是时代需要的产物
点击次数: 发布日期:2024-01-29
小型电解电容器电子电路进入晶体管时代,红宝石电容是时代需要的产物
红宝石电容是时代需要的产物需求促进科技发展,真空管的出现使人类进入电子时代,特斯拉发明的三相交流发电/输电技术使人类进入电气时代,随着无线电发射、接收设备应用越来越多,应用电池成为极其不经济的选择,将相对廉价、功率相对极大的交流电转换成直流电,成为电子电路的必然选择,完成这一功能的电路单元就是整流滤波电路,尽管这个电路简单,应用了近100年的时间,至今仍是无可替代的电路与能量转换形式,红宝石电容整流电路利用二极管的单向导电特性,保留交流电的正半周电压,并将其负半周电压翻转为正电压极性,获得正弦波电压的“绝对值”,完成将交流电转换为“直流电”的整流功能,如果不采取措施,整流输出电压将是脉动直流电,如图1-3所示,整流输出的脉动直流电压波形这样的电压波形不能满足电子电路对直流电源的要求,需要将这样的电压波形进行平滑,最简单的办法就是应用电容器的电压不能跃变特性和电压保持特性将脉动很大的直流电平滑成比较平稳的直流电,对于50/60Hz低频交流电来说,要想比较好地平滑整流后的直流电压,就需要较大电容量的电容器,如果选用当时的纸介电容器,则体积必将很大,也很昂贵,这就需要一种仅仅对工作电压和电容量有要求的电容器,也就是后来问世的电解电容器,在1912年首个电子电路问世后,9年后的1921年出现液体铝电解电容器,1938年前后改进为由多孔纸浸渍导电糊的干式铝电解电容器,1949年出现液体烧结钽电解电容器,1956年制成固体烧结钽电解电容器,20世纪末又出现了固态高分子导电聚合物铝电解电容器,不同形式的电解电容器具有不同的特性来适合不同的需求,最初的电解电容器早期应用的电解电容器是由多孔纸浸渍导电糊的干式铝电解电容器,这样的电解电容器在20世纪50年代甚至70年代的真空管收音机中可以看到,早期铝电解电容器的封装为纸筒封装、轴向引线,这种封装方式很适合真空管电路的接线架搭接方式,老式纸筒铝电解电容器在那个时代,铝相对比较昂贵,电解电容器的外壳通常是浸蜡的纸筒,两端用树脂密封,尽管如此,其密封性远不如铝外壳电解电容器,因此经常会看到这类电解电容器用一段时间就会失效,现象是电解液干涸,铝壳封装的电解电容器外壳为负极,一个引出端为正极,这种封装方式适合于真空管的底台接地方式,可以将外壳直接固定在电子设备的底台上,与汽车蓄电池搭铁类似,其在电流不大时使用,外观,这期间的电解电容器的正极箔仅采用简单的腐蚀工艺,单位面积铝箔的电容量(以下简称比容)相对很低,制作比较简单,可以应用于不计体积的一般真空管电子电路,红宝石电容晶体管电路需要小型电解电容器电子电路进入晶体管时代后,由于晶体管体积远远小于真空管,因此晶体管电路中的电阻、电容、电感、接插件、开关等均需要小体积,对应的电解电容器必须小型化,电解电容器小型化需要提高正极箔的比容,因此进入了电腐蚀时代,在那个年代,可以在手持式晶体管收音机中看到小型化的电解电容器,尽管体积比现在的电解电容器大得多,但是比起真空管时代的电解电容器,体积小了许多,20世纪70年代末、80年代初,黑白电视机在我国开始流行,小型化电解电容器得到了飞速发展,迅速淘汰了早期与真空管配套的电解电容器,从20世纪90年代初开始,彩色电视机开始在我国普及,其耗电从黑白电视机的20W左右,提升到60W,这时,采用线性稳压电源的12V直流电供电方式,由于需要笨重的工频变压器和大型的滤波元件不再适合,而由220V直接整流滤波的开关型稳压电源供电,这就需要耐压400V的高压电解电容器,最初,我国的电解电容器制造技术还不能制造小型化的高压电解电容器,只能采用国外的电解电容器,相对现在的高压电解电容器,当时彩色电视机用的高压电解电容器还是很贵的,尽管如此,当时的电视机最主要的故障还是电解电容器的失效,由此可见,电解电容器的性能是与时俱进的,不是某一个制造商从一开始就可以达到的,经过我国研究人员和制造商的不懈努力以及国内通信制造商的鼎力支持,到了20世纪90年代初我国能够制造出适合于彩色电视机的高压电解电容器,再后来,可以制造出85℃/2000h的高压电解电容器,大约在2005年,国内电解电容器制造最低门槛为85℃/2000h或105℃/2000h,即通用型电解电容器或者一般用途的电解电容器,红宝石电容随着新型电子电路的不断出现,要求电解电容器的体积不断缩小,例如,真空管时代的1000μF/50V电解电容器,尺寸为,35mm×60mm,电极为焊片式引出方式,而现在的电解电容器引线式结构,尺寸。
 

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