常常碰到許多客戶討論鉭電容爆破問題，特別在開關(guān)電源、LED 電源等職業(yè)，鉭電容焚毀 或爆破是令研制技術(shù)人員最頭痛的，讓他們百思不得其解。正由于鉭電容失效模式的危險(xiǎn)性， 讓許多研制技術(shù)人員都不敢再運(yùn)用鉭電容了，其實(shí)假如咱們可以全面的了解鉭電容的特性， 找到鉭電容失效(表現(xiàn)形式為焚毀或爆破)的原因，鉭電容并沒有那么可怕。畢竟鉭電容的 優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。鉭電容失效的原因總的來說可以分為鉭電容自身的質(zhì)量問題和電路規(guī)劃 問題兩大類：
電路規(guī)劃和產(chǎn)品選型
要求鉭電容的產(chǎn)品功能參數(shù)可以滿意電路信號特色，但是,往往咱們不能確保上述兩項(xiàng)作業(yè) 都做的很到位,因而,在運(yùn)用過程中就必定會(huì)呈現(xiàn)這樣那樣的失效問題;現(xiàn)簡單總結(jié)如下;
1. 低阻抗電路運(yùn)用電壓過高導(dǎo)致的失效;
關(guān)于鉭電容器運(yùn)用的電路,只有兩種;有電阻維護(hù)的電路和沒有電阻維護(hù)的低阻抗電路. 關(guān)于 有電阻維護(hù)的電路,由于電阻會(huì)起到降壓和按捺大電流經(jīng)過的效果,因而,運(yùn)用電壓可以到達(dá) 鉭電容器額外電壓的 60%. 沒有電阻維護(hù)的電路有兩種; 一;前級輸入現(xiàn)已經(jīng)過整流和濾波, 輸出安穩(wěn)的充放電電路.在此類電路,電容器被當(dāng)作放電電源來運(yùn)用,由于輸入?yún)?shù)安穩(wěn)沒有 浪涌,因而,盡管是低阻抗電路,可安全運(yùn)用的電壓仍然可以到達(dá)額外電壓的 50%都可以確保 相當(dāng)高的可靠性. 二;電子整機(jī)的電源部分; 電容器并聯(lián)運(yùn)用在此類電路, 除了要求對輸入 的信號進(jìn)行濾波外,往往一起還兼有依照必定頻率和功率進(jìn)行放電的要求. 由于是電源電路, 因而,此類電路的回路阻抗十分低,以確保電源的輸出功率密度足夠. 在此類開關(guān)電源電路中 [也叫 DC-DC 電路], 在每次開機(jī)和關(guān)機(jī)的瞬間,電路中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)時(shí)間小于 1 微秒的高 強(qiáng)度尖峰脈沖,其脈沖電壓值至少可以到達(dá)安穩(wěn)的輸入值的 3 倍以上,電流可以到達(dá)穩(wěn)態(tài)值的10 倍以上,由于持續(xù)時(shí)間極短,因而,其單位時(shí)間內(nèi)的能量密度十分高, 假如電容器的運(yùn)用電 壓偏高,此刻實(shí)踐加在產(chǎn)品上的脈沖電壓就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過產(chǎn)品的額外值而被擊穿. 因而,運(yùn)用在 此類電路中的鉭電解電容器容許的運(yùn)用電壓不能超過額外值的 1/3. 假如不分電路的回路阻 抗類型,一概降額 50%, 在回路阻抗最低的 DC-DC 電路,一開機(jī)就有或許瞬間呈現(xiàn)擊穿短路 或爆破現(xiàn)象.在此類電路中運(yùn)用的電容器應(yīng)該降額多少,必定要考慮到電路阻抗值的高低和 輸入輸出功率的巨細(xì)和電路中存在的溝通紋波值的高低.由于電路阻抗高低可以決定開關(guān)瞬 間浪涌起伏的巨細(xì)。內(nèi)阻越低的電路降額起伏就應(yīng)該越多。關(guān)于降額起伏巨細(xì),切不可一概 而論. 有必要經(jīng)過準(zhǔn)確的可靠性核算來確定降額起伏.
2.電路峰值輸出電流過大(運(yùn)用電壓合適)
鉭電容器在作業(yè)時(shí)可以安全接受的最大直流電流沖擊 I,與產(chǎn)品自身等效串聯(lián)電阻 ESR 及額 定電壓 UR 存在如下數(shù)學(xué)關(guān)系;
I=UR/1+ESR
假如一只容量偏低的鉭電容器運(yùn)用在峰值輸出電流很大的電路,這只產(chǎn)品就有或許由于電流 過載而焚毀.這十分簡單理解.
3. 鉭電容器等效串聯(lián)電阻 ESR 過高和電路中溝通紋 波過高導(dǎo)致的失效
當(dāng)某只 ESR 過高的鉭電容器運(yùn)用在存在過高溝通紋波的濾波電路,即使是運(yùn)用電壓遠(yuǎn)低于 應(yīng)該的降額起伏, 有時(shí)候,在開機(jī)的瞬間仍然會(huì)發(fā)生突然的擊穿現(xiàn)象; 呈現(xiàn)此類問題的主要 原因是電容器的 ESR 和電路中的溝通紋波巨細(xì)嚴(yán)峻不匹配. 電容器是極性元?dú)饧?在經(jīng)過交 流紋波時(shí)會(huì)發(fā)熱,而不同殼號巨細(xì)的產(chǎn)品可以保持熱平衡的容許發(fā)熱量不同.由于不同容量 的產(chǎn)品的 ESR 值相差較高,因而,不同規(guī)范的鉭電容器可以安全耐受的溝通紋波值也相差很 大, 因而,假如某電路中存在的溝通紋波超過運(yùn)用的電容器可以安全接受的溝通紋波值,產(chǎn)品 就會(huì)呈現(xiàn)熱致?lián)舸┑默F(xiàn)象.同樣,假如電路中的溝通紋波必定,而挑選的鉭電容器的實(shí)踐 ESR 值過高,產(chǎn)品也會(huì)呈現(xiàn)相同的現(xiàn)象.
一般來說,在濾波和大功率充放電電路,有必要運(yùn)用 ESR 值盡或許低的
鉭電容器. 關(guān)于電路中 存在的溝通紋波過高而導(dǎo)致的電容器失效問題,許多電路規(guī)劃師都疏忽其危害性或知道不行. 只是簡單確定電容器質(zhì)量存在問題. 此現(xiàn)象許多.
4 . 鉭電容器漏電流偏大導(dǎo)致實(shí)踐耐壓不行
此問題的呈現(xiàn)一般都由于鉭電容器的實(shí)踐耐壓不行形成.當(dāng)電容器上長期施加必定場強(qiáng)時(shí), 假如其介質(zhì)層的絕緣電阻偏低,此刻產(chǎn)品的實(shí)踐漏電流將偏大.而漏電流偏大的產(chǎn)品,實(shí)踐耐 壓就會(huì)下降.
呈現(xiàn)此問題的別的一個(gè)原因是關(guān)于鉭電容器的漏電流規(guī)范擬定的過于寬松,導(dǎo)致有些根本不 具有鉭電解電容器生產(chǎn)能力的公司在生產(chǎn)質(zhì)量低質(zhì)的鉭電容器. 普通的室溫時(shí)漏電流就偏 大的產(chǎn)品,假如作業(yè)在較高的溫度下,其漏電流會(huì)成指數(shù)倍添加,因而其高溫下的實(shí)踐耐壓就 會(huì)大起伏下降. 在運(yùn)用溫度較高時(shí)就會(huì)十分簡單呈現(xiàn)擊穿現(xiàn)象.
高溫時(shí)漏電流變化較小是一切電容器生產(chǎn)商努力的最重要方針之一,因而,此指標(biāo)對可靠性 的決定性影響不言而愈.
假如你挑選運(yùn)用的鉭電容器的漏電流偏大,實(shí)踐上它現(xiàn)已是廢品,出問題因而成為必定.
5 .鉭電容器運(yùn)用時(shí)的生產(chǎn)過程因素導(dǎo)致的失效
許多用戶往往只注意到鉭電容器功能的挑選和規(guī)劃,而關(guān)于貼片鉭電容安裝運(yùn)用時(shí)簡單呈現(xiàn) 的問題視而不見;舉例如下;
A, 不運(yùn)用主動(dòng)貼裝而運(yùn)用手藝焊接, 產(chǎn)品不加預(yù)熱,直接運(yùn)用溫度高于300度的電烙鐵較長 時(shí)間加熱電容器,導(dǎo)致電容器功能遭到過高溫度沖擊而失效.
B,手藝焊接不運(yùn)用預(yù)熱臺(tái)加熱,焊接時(shí)一呈現(xiàn)冷焊和虛焊就反復(fù)運(yùn)用烙鐵加熱產(chǎn)品.
C,運(yùn)用的烙鐵頭溫度甚至到達(dá) 500 度. 這樣可以焊接很快,但十分簡單導(dǎo)致片式元?dú)饧?
貼片鉭電容實(shí)踐運(yùn)用時(shí)的可靠性實(shí)踐上可以經(jīng)過核算得出來,而咱們的許多用戶運(yùn)用時(shí)規(guī)劃 余量不行,魯棒性很差,小批試驗(yàn)經(jīng)過純屬僥幸,在批生產(chǎn)時(shí)呈現(xiàn)一致性質(zhì)量問題. 此刻,問題 原因往往簡單被推到電容器生產(chǎn)商身上,疏忽對規(guī)劃可靠性的查找. 鉭電容器運(yùn)用時(shí)的無故 障間隔時(shí)間 MTBF 關(guān)于許多用戶來講仍是一個(gè)陌生的概念. 許多運(yùn)用者對可靠性工程知道 淺薄.過于注重試驗(yàn)而疏忽數(shù)學(xué)核算. 導(dǎo)致分電路規(guī)劃可靠性比整機(jī)可靠性低,因而,批量生 產(chǎn)時(shí)不斷呈現(xiàn)問題. 不明白得失效是一個(gè)概率問題,非簡單的個(gè)別問題.實(shí)踐上鉭電容器運(yùn)用時(shí) 簡單呈現(xiàn)的故障原因和現(xiàn)象還許多, 無法在此一一論說.假如有運(yùn)用時(shí)的新問題,可以及時(shí)溝通.
鉭電容質(zhì)量問題
現(xiàn)在來說 AVX 和 KEMET 兩個(gè)品牌算是一線品牌，占了市場份額很大，其 質(zhì)量好，當(dāng)然價(jià)格也是最貴的。國內(nèi)也有幾家生產(chǎn)鉭電容的工廠，但由于 生產(chǎn)工藝和原材料質(zhì)量問題，與 AVX 和 KEMET 的質(zhì)量相差仍是十分大的，國產(chǎn)鉭 電容的 ESR 遍及要高一個(gè)等級。
鉭電容器假如功能不過關(guān),其可靠性不光很低,而且 十分簡單失效.因而,挑選正確且合適的產(chǎn)品是確保可靠性的首要條件.? 質(zhì)量差的鉭 電容器假如被裝到電路上,與安裝了一個(gè)小炸彈沒有什么區(qū)別. 假如不能確保你挑選 的產(chǎn)品質(zhì)量絕對過硬,我建議你不要運(yùn)用鉭電容器.特別是在DC-DC電路和大功率充 放電電路.
