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钽電容爆炸問題钽棒廠家如何解決

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钽電容爆炸問題钽棒廠家如何解決

發布日期:2018-03-31 作者: 點擊:

钽電容

在開關電源、LED電源等行業,钽電容燒毀或爆炸是令研發技術人員較頭痛的。其實如果我們能夠全面的了解钽電容的特性,找到钽電容失效(表現形式為燒毀或爆炸)的原因,钽電容并沒有那麼可怕。


钽電容失效的原因總的來說可以分為钽電容本身的質量問題和電路設計問題兩大類。


具體的都有哪些原因導緻钽電容失效呢?根據專業人員分析,有以下幾種常見的原因。


1.低阻抗電路使用電壓過高導緻的失效;


對于钽電容器使用的電路,隻有兩種;有電阻保護的電路和沒有電阻保護的低阻抗電路.對于有電阻保護的電路,由于電阻會起到降壓和抑制大電流通過的效果,因此,使用電壓可以達到钽電容器額定電壓的60%.沒有電阻保護的電路有兩種;一;前級輸入已經經過整流和濾波,輸出穩定的充放電電路.在此類電路,電容器被當作放電電源來使用,由于輸入參數穩定沒有浪湧,因此,盡管是低阻抗電路,可安全使用的電壓仍然可以達到額定電壓的50%都可以保證相當高的可靠性.二;電子整機的電源部分;電容器并聯使用在此類電路,除了要求對輸入的信号進行濾波外,往往同時還兼有按照一定頻率和功率進行放電的要求.因為是電源電路,因此,此類電路的回路阻抗非常低,以保證電源的輸出功率密度足夠.在此類開關電源電路中[也叫DC-DC電路],在每次開機和關機的瞬間,電路中會産生一個持續時間小于1微秒的高強度尖峰脈沖,其脈沖電壓值至少可以達到穩定的輸入值的3倍以上,電流可以達到穩态值的10倍以上,由于持續時間極短,因此,其單位時間内的能量密度非常高,如果電容器的使用電壓偏高,此時實際加在産品上的脈沖電壓就會遠遠超過産品的額定值而被擊穿.因此,使用在此類電路中的钽電解電容器容許的使用電壓不能超過額定值的1/3.如果不分電路的回路阻抗類型,一概降額50%,在回路阻抗低的DC-DC電路,一開機就有可能瞬間出現擊穿短路或爆炸現象.在此類電路中使用的電容器應該降額多少,一定要考慮到電路阻抗值的高低和輸入輸出功率的大小和電路中存在的交流紋波值的高低.因為電路阻抗高低可以決定開關瞬間浪湧幅度的大小。内阻越低的電路降額幅度就應該越多。對于降額幅度大小,切不可一概而論.必須經過精确的可靠性計算來确定降額幅度.


2.電路峰值輸出電流過大(使用電壓合适)


钽電容器在工作時可以安全承受的較大直流電流沖擊I,與産品自身等效串聯電阻ESR及額定電壓UR存在如下數學關系;


I=UR/1+ESR


如果一隻容量偏低的钽電容器使用在峰值輸出電流很大的電路,這隻産品就有可能由于電流過載而燒毀.這非常容易理解.


3.钽電容器等效串聯電阻ESR過高和電路中交流紋波過高導緻的失效


當某隻ESR過高的钽電容器使用在存在過高交流紋波的濾波電路,即使是使用電壓遠低于應該的降額幅度,有時候,在開機的瞬間仍然會發生突然的擊穿現象;出現此類問題的主要原因是電容器的ESR和電路中的交流紋波大小嚴重不匹配.電容器是極性元氣件,在通過交流紋波時會發熱,而不同殼号大小的産品能夠維持熱平衡的容許發熱量不同.由于不同容量的産品的ESR值相差較高,因此,不同規格的钽電容器能夠安全耐受的交流紋波值也相差很大,因此,如果某電路中存在的交流紋波超過使用的電容器可以安全承受的交流紋波值,産品就會出現熱緻擊穿的現象.同樣,如果電路中的交流紋波一定,而選擇的钽電容器的實際ESR值過高,産品也會出現相同的現象.


一般來說,在濾波和大功率充放電電路,必須使用ESR值盡可能低的钽電容器.對于電路中存在的交流紋波過高而導緻的電容器失效問題,很多電路設計師都忽略其危害性或認識不夠.隻是簡單認定電容器質量存在問題.此現象很多.


4.钽電容器漏電流偏大導緻實際耐壓不夠


此問題的出現一般都由于钽電容器的實際耐壓不夠造成.當電容器上長時間施加一定場強時,如果其介質層的絕緣電阻偏低,此時産品的實際漏電流将偏大.而漏電流偏大的産品,實際耐壓就會下降.


出現此問題的另外一個原因是關于钽電容器的漏電流标準制定的過于寬松,導緻有些根本不具備钽電解電容器生産能力的公司在生産質量低劣的钽電容器.普通的室溫時漏電流就偏大的産品,如果工作在較高的溫度下,其漏電流會成指數倍增加,因此其高溫下的實際耐壓就會大幅度下降.在使用溫度較高時就會非常容易出現擊穿現象.


高溫時漏電流變化較小是所有電容器生産商努力的重要目标之一,因此,此指标對可靠性的決定性影響不言而愈.


如果伱選擇使用的钽電容器的漏電流偏大,實際上它已經是廢品,出問題因此成為必然.


5.钽電容器使用時的生産過程因素導緻的失效


很多用戶往往隻注意到钽電容器性能的選擇和設計,而對于貼片钽電容安裝使用時容易出現的問題視而不見;貼片钽電容實際使用時的可靠性實際上可以通過計算得出來,而我們的很多用戶使用時設計餘量不夠,魯棒性很差,小批實驗通過純屬僥幸,在批生産時出現一緻性質量問題.


抓住以上問題,钽闆廠家等钽材加工廠家在生産钽電容等産品的時候就可以保證比較好的生産質量了。

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