關(guān)于高效電子節(jié)能燈用高品質(zhì)鋁電解電容器的幾點(diǎn)思考

高效電子節(jié)能燈是照明的趨勢(shì)，節(jié)能的效果不容質(zhì)疑，全世界各個(gè)國家都在大力推廣。鋁電解電容器是該產(chǎn)品的重要元件之一，其壽命和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性對(duì)整燈的壽命和一致性舉足輕重。怎樣才能做到鋁電解電容器完全符合整燈產(chǎn)品的質(zhì)量一致性和壽命的要求呢？我們經(jīng)過長期的研究和生產(chǎn)實(shí)踐及應(yīng)用研究，有如下幾點(diǎn)淺見。

首先該產(chǎn)品的工作環(huán)境和應(yīng)用特點(diǎn)，對(duì)該產(chǎn)品提出了特殊要求。

1. 一、高效電子節(jié)能燈在工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，而且熱量會(huì)向上傳遞到燈頭里面裝有線路板及各種電子元器件的空間，特別是帶殼燈和筒燈，鋁電解電容器工作的環(huán)境溫度會(huì)在85℃~125℃之間，而且整個(gè)環(huán)境散熱條件差。
2. 二、由于燈頭空間狹小的限制，一些保護(hù)線路或保護(hù)元件砍掉了，鋁電解電容器上承受的紋波電流就大了，甚至負(fù)載上的高次諧波都會(huì)加到鋁電解電容器上來，所以高效電子節(jié)能燈用鋁電解電容器必須具備三個(gè)特點(diǎn)。
1. 承受高溫的能力
2. 承受高紋波電流的能力
3. 要高穩(wěn)定、長壽命。

針對(duì)以上特點(diǎn)和要求，我們采取了如下措施：

1. 鋁電解電容器用電解液的耐溫性能直接決定產(chǎn)品的耐溫性能，我們與城市學(xué)院
2. 

環(huán)境與化學(xué)系、廣東工業(yè)大學(xué)建立了產(chǎn)、學(xué)、研基地，對(duì)電解液進(jìn)行了大量有效的研究，在配制過程中采用高溫?zé)螅?80℃以上）確保電解液的耐溫性能。

2. 對(duì)原材料的選購嚴(yán)格把關(guān)，選用業(yè)內(nèi)先進(jìn)的原材料，嚴(yán)把進(jìn)廠檢驗(yàn)關(guān)，我們建立了嚴(yán)格的進(jìn)廠檢驗(yàn)制度、標(biāo)準(zhǔn)及方法，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)存檔保存。
3. 接觸電阻、毛刺、粉塵是承受紋波電流大小的關(guān)鍵（在設(shè)計(jì)方案確定以后），我們對(duì)接觸電阻，毛刺、粉塵采取了特殊手段控制，大大的提高了產(chǎn)品承受紋波電流的能力。
4. 過多、特別是空氣中未經(jīng)有效處理的水份是影響鋁電解電容器壽命的致命因素，在生產(chǎn)過程中我們采用密封周轉(zhuǎn)箱隔離空氣，大大提高了產(chǎn)品壽命。
5. 嚴(yán)格的進(jìn)廠檢驗(yàn)和完善的出廠實(shí)驗(yàn)。

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刀片存放區(qū)（圖一）              刀片存放（圖二）

刀片的鋒利程度，決定了產(chǎn)生毛刺的大小，同時(shí)也決定了產(chǎn)生粉塵的大小和多少，  刀片越鋒利，毛刺越小，粉塵越少，粉塵越小。

   因?yàn)殇X電解電容器的正鈉極鋁箔之間的絕緣是靠一層70um的紙來實(shí)現(xiàn)的。如果塵角的毛刺和粉塵超過一定大小時(shí)，會(huì)把紙刺破一部分，當(dāng)直流疊加紋波的峰值電壓到來時(shí)會(huì)產(chǎn)生塵端放電，擊穿絕緣紙，使電容器失效。

   經(jīng)過我們大量的實(shí)驗(yàn)證明，毛刺大小控制在35um以下時(shí)，尖端放電現(xiàn)象就不會(huì)擊穿絕緣紙，為了使裁切過程中產(chǎn)生的毛刺小于35um，我們采取了如下管控措施。

   1、正極鋁箔，用專用的機(jī)器和刀片裁切，負(fù)極鋁箔和紙用另外的機(jī)器裁切。

   2、對(duì)刀片進(jìn)行了嚴(yán)格的管控，新刀片裁切1萬米無條件下線，刀片每磨一次在刀片上進(jìn)行標(biāo)示，刀片最多磨4次，4次后報(bào)廢，有明確的存放區(qū)域（如圖一）。

   3、專職質(zhì)檢每天用800倍的顯微鏡觀察、記錄并存入電腦確認(rèn)簽名，發(fā)現(xiàn)毛刺大小接近35um時(shí)，立即更換新刀片。

4、刀片的存放，有獨(dú)特妙巧的設(shè)計(jì)，將刀片存放于竹簡上（如圖二），確保刀片刃口不損壞。

                                                          800倍全電腦顯微鏡（圖三）        毛刺顯微照片（圖四）

公司有800倍全電腦控制的顯微鏡（圖三），由專職質(zhì)檢員每天對(duì)裁箔機(jī)的裁切

毛刺和卷機(jī)的剪刀毛刺進(jìn)行檢驗(yàn)，存入電腦并簽名確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)毛刺接近35um時(shí)，立

即停機(jī)告知相關(guān)部門，相關(guān)部門在一小時(shí)之內(nèi)采取有效措施后方可開機(jī)。

裁切機(jī)吸塵裝置（圖六）  裁切機(jī)吸塵裝置（圖七）  釘卷機(jī)吸塵裝置（圖八）

粉塵的危害近視毛刺，當(dāng)塵角粉塵卷到正、負(fù)極鋁箔之間時(shí)，有可能半刺破絕緣紙，當(dāng)峰值電壓到來時(shí)，產(chǎn)生尖端放電現(xiàn)象，擊穿絕緣紙，使電容器失效。

裁箔機(jī)和釘卷機(jī)上，裝有獨(dú)特的吸塵裝置，可把粉塵全部吸掉，確保了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性（如圖六、七、八）。

水 份 測(cè) 試 儀（圖九）

過多的水份（4%以上）是影響高壓鋁電解電容器壽命的重要因素，公司有先進(jìn)的水份測(cè)試儀，對(duì)每批成品電解液進(jìn)行測(cè)試，由專職質(zhì)檢員記錄并簽名確認(rèn)，確保電解液的含水量在合理范圍。

預(yù)刺孔裝置（圖十）      沒預(yù)刺孔照片（圖十一）    有預(yù)刺孔照片（圖十二）

比較圖十一和圖十二，可以明顯看出，有預(yù)刺孔裝置生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，在平整度、毛刺等方面，有預(yù)刺孔裝置的產(chǎn)品明顯優(yōu)于前者。

經(jīng)接觸電阻測(cè)量儀測(cè)試，沒有預(yù)刺孔的產(chǎn)品接觸電阻在0.5-0.7毫歐之間；有預(yù)刺孔裝置的產(chǎn)品，接觸電阻在0.4-0.5毫歐之間。

接觸電阻越小，通過電流的能力越強(qiáng)，通過降低接觸電阻，大大提高了產(chǎn)品承受紋波電流的能力。該裝置是我公司獨(dú)有的專利。（見附件）

含浸機(jī)（圖十三）           真 空 系 統(tǒng)（圖十四）

含浸工藝直接影響鋁電解電容器的壽命，工作電解液能否有效、充分的滲透到正極鋁箔的微孔中，絕緣紙的纖維內(nèi)壁中，對(duì)電容器的壽命起至關(guān)重要的作用。要做到這點(diǎn)，首先正極鋁箔表面微孔，紙纖維內(nèi)壁中的空氣能否有效排出是關(guān)鍵，空氣排不干凈，工作電解 液就無法滲入。

我公司有專用的真空系統(tǒng)，真空度達(dá)到550帕，排氣量75L/S（圖十五），完全能確保產(chǎn)品有效、充分滲透，保證了產(chǎn)品的壽命和一致性。

密 封 周 轉(zhuǎn) 箱（圖十五）

工作電解液中過多的水份會(huì)影響產(chǎn)品的壽命，工作電解如果暴露在空氣中，能快速吸收空氣中的水份，空氣中的水份是沒有經(jīng)過有效處理的，過多的空氣中的水份進(jìn)入到鋁電解電容器中是影響產(chǎn)品壽命的致命因素。

含浸電解液后的產(chǎn)品在組粒之前，我們采用密封的周轉(zhuǎn)箱完全隔開空氣，空氣中的水份、灰塵無法進(jìn)入產(chǎn)品，從而確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和長壽命。

密封周轉(zhuǎn)箱內(nèi)盒（圖十六）    

密封周轉(zhuǎn)箱內(nèi)有三個(gè)不銹鋼內(nèi)盒，操作人員在組粒工序加料時(shí)，可以定量，而

且可以直接倒入，減少了彎腳產(chǎn)生的機(jī)會(huì)，特別是每次加料數(shù)量方便可控。每次加

料量確保機(jī)器在30分鐘之內(nèi)生產(chǎn)完畢，嚴(yán)格管控了含浸電解液的芯包在空氣中暴

露的時(shí)間，保證了產(chǎn)品的壽命和一致性。    

材料檢驗(yàn)室（圖十七）        材料檢驗(yàn)室部分儀器（圖十八）

有完善的原材料進(jìn)廠檢驗(yàn)制度，方法和儀器。對(duì)正箔、負(fù)箔、引線、鋁殼、皮頭、電解紙、電解液八大原材料的重要參數(shù)每批進(jìn)行檢驗(yàn)，由專職質(zhì)檢員記錄、存檔并簽字確認(rèn)，合格原材料方可投入生產(chǎn)。

紋波實(shí)驗(yàn)室（圖十九）            點(diǎn)燈實(shí)驗(yàn)室（圖二十）

公司有完善的產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室，有三種實(shí)驗(yàn)方法來確定產(chǎn)品的壽命：

一、引入室點(diǎn)燈：電解電容標(biāo)配設(shè)計(jì)條件下，將電容器引入145℃高溫烘箱中進(jìn)行連續(xù)點(diǎn)燈試驗(yàn)，按10℃法則來快速確定電解電容的使用壽命（10℃法則：溫度每下降10℃ ，壽命延長一倍）。

• 在滿足壽命要求后，電解電容器的外觀完好，電性能滿足：

   ΔC：± 20﹪     tgδ:≤2倍標(biāo)稱值     Ic  :≤0.04*規(guī)格容量*工作電壓

• 經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，上述對(duì)鋁電解電容器性能的快速檢測(cè)方法是有效的，對(duì)客戶在采購電解電容器過程中保護(hù)節(jié)能燈的使用壽命方面具有非常好的效果。
• 結(jié)論：375H——電容器無異常，屬于6000H產(chǎn)品；

     例：145℃，壽命是375小時(shí)，按10℃法則來計(jì)算。

        135℃，壽命是375 X 2=750小時(shí)，按10℃法則來計(jì)算。

        125℃，壽命是750 X 2=1500小時(shí)，按10℃法則來計(jì)算。

        115℃，壽命是1500 X 2=3000小時(shí)，按10℃法則來計(jì)算。

        105℃，壽命是3000 X 2=6000小時(shí)，按10℃法則來計(jì)算。

     500H——電容器無異常，屬于8000H產(chǎn)品；

二、整燈實(shí)驗(yàn)：把電容器放置于整燈內(nèi)，環(huán)境溫度為105度，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，電解內(nèi)部溫度為140度以上，然后加上其它元件也同樣處于高溫度下，由于三極管、二極管的電性能參數(shù)等會(huì)發(fā)生變化，電容器上承受的紋波電流將會(huì)更大，造成的溫升將會(huì)更高，因此試驗(yàn)條件將更嚴(yán)苛。

• 在滿足壽命要求后，電解電容器的外觀完好，電性能滿足：

   ΔC：± 20﹪    tgδ:≤2倍標(biāo)稱值    Ic  :≤0.04*規(guī)格容量*工作電壓

結(jié)論：375H——電容器無異常，屬于6000H產(chǎn)品；

         500H——電容器無異常，屬于8000H產(chǎn)品；

1. 三、紋波實(shí)驗(yàn)：把電解放置于125度溫度內(nèi)，電解相對(duì)遞加直流+交流6000小時(shí)產(chǎn)品，            1500小時(shí)不壞，電容器合格；8000小時(shí)產(chǎn)品，2000小時(shí)不壞，電容器合格。

 例：6000小時(shí)產(chǎn)品125℃，壽命是1500小時(shí)，按10℃法則來計(jì)算。

        105℃，壽命是3000 X 2=6000小時(shí)，按10℃法則來計(jì)算。

        115℃，壽命是1500 X 2=3000小時(shí)，按10℃法則來計(jì)算。

125℃，壽命是750 X 2=1500小時(shí)，按10℃法則來計(jì)算。

           直流+交流成份為下表：

400V產(chǎn)品 直流364V+交流36V

                250V產(chǎn)品 直流225V+交流25V

                    200V產(chǎn)品 直流180V+交流20V

四、快速壽命實(shí)驗(yàn)：經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)把電容器整燈從105度開始每30分鐘升高10度溫度，穩(wěn)定2小時(shí)電容器不損壞為合格：

                6000H  升到 165度穩(wěn)定2小時(shí)

8000H  升到 185度穩(wěn)定2小時(shí)

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