电解电容主要是由铝电解或钽电解制成,它具有极高的电容量和极低的ESR(等效串联电阻),可用来高效过滤无线电频道上的噪音和杂波信号。电解电容的原理是利用可溶性够的电极材料在电解液中形成氧化物膜,从而产生电容。
当电解电容器加到交流电时,电解液上的表面氧化物薄膜会按频率振动,形成等效电容的包络。由于薄膜的质量比静电电容的质量小很多,所以它们可以很好地工作于高频。当交流电的频率增加时,薄膜的电阻变化很小,产生的反应电容只受频率影响,而与电感和电阻无关,因此可以很好地对高频信号进行滤波。
电解电容由恒流电源冲入电力过程称为“充电”。与普通电容不同,电解电容的反应速度非常快,几个微秒级别的响应速度适合工作在更高的频率范围。
由于电解电容器的电解电压太小,所以它优先反应的高频噪声会被很快地过滤掉。即使电解电容的容值很小,反应时间也可以非常快。因此,电解电容的反应速度也是它能够有效滤波高频噪声的主要原因之一。
电解电容可以建模为一个理想电容加一个电阻,也就是等效串联电阻(ESR)。在高频环境中,电解电容器的内电阻变得非常重要。
当电流通过电解电容器时,ESR会抵抗电流,并对电容器的性能产生很大影响。通常情况下,电解电容器采用特殊设计,以确保ESR在高频环境下保持非常低,这也是电解电容器适合用于高频滤波应用的原因之一。
电解电容的构造是将优质的铝箔或钽箔片层铸成电容极板与绝缘层相互分离并轧制成长条,再将多次轧制的铝箔带卷成芯包入有机注液,然后切割成芯距若干毫米的小型圆柱,再綫性地形成电容部件。
由于制作工艺传统而复杂,因此电解电容成本较高,但它们的特性(高电容量、极低ESR)使得它们非常适合于高频应用。此外,电解电容器也应谨慎使用,因为它们可以因高温或过电压而导致极化反转和电容值下降。