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經(jīng)常碰到很多客戶討論鉭電容爆炸問(wèn)題，特別在開(kāi)關(guān)電源、LED電源等行業(yè)，鉭電容燒毀或爆炸是令研發(fā)技術(shù)人員最頭痛的，讓他們百思不得其解。正因?yàn)殂g電容失效模式的危險(xiǎn)性，讓很多研發(fā)技術(shù)人員都不敢再使用鉭電容了，其實(shí)如果我們能夠全面的了解鉭電容的特性，找到鉭電容失效（表現(xiàn)形式為燒毀或爆炸）的原因，鉭電容并沒(méi)有那么可怕。畢竟鉭電容的好處是顯而易見(jiàn)的。
1:低阻抗電路使用電壓過(guò)高導(dǎo)致的失效:
對(duì)于鉭電容器使用的電路,有電阻保護(hù)的電路和沒(méi)有電阻保護(hù)的低阻抗電路. 對(duì)于有電阻保護(hù)的電路,由于電阻會(huì)起到降壓和抑制大電流通過(guò)的效果,因此,使用電壓可以達(dá)到鉭電容器額定電壓的60%. 沒(méi)有電阻保護(hù)的電路以下分析：
【一】：前級(jí)輸入已經(jīng)經(jīng)過(guò)整流和濾波,輸出穩(wěn)定的充放電電路.在此類電路,電容器被當(dāng)作放電電源來(lái)使用,由于輸入?yún)?shù)穩(wěn)定沒(méi)有浪涌,因此,盡管是低阻抗電路,可安全使用的電壓仍然可以達(dá)到額定電壓的50%都可以保證相當(dāng)高的可靠性。
【二】：電子整機(jī)的電源部分; 電容器并聯(lián)使用在此類電路, 除了要求對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行濾波外,往往同時(shí)還兼有按照一定頻率和功率進(jìn)行放電的要求，因?yàn)槭请娫措娐?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(kāi)關(guān)電源電路中[也叫DC-DC電路], 在每次開(kāi)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達(dá)到穩(wěn)定的輸入值的3倍以上,電流可以達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的10倍以上,由于持續(xù)時(shí)間極短，因此,其單位時(shí)間內(nèi)的能量密度非常高, 如果電容器的使用電壓偏高,此時(shí)實(shí)際加在產(chǎn)品上的脈沖電壓就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)產(chǎn)品的額定值而被擊穿。因此,使用在此類電路中的鉭電解電容器容許的使用電壓不能超過(guò)額定值的1/3。
【三】：如果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(kāi)機(jī)就有可能瞬間出現(xiàn)擊穿短路或爆炸現(xiàn)象.在此類電路中使用的電容器應(yīng)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?yàn)殡娐纷杩垢叩涂梢詻Q定開(kāi)關(guān)瞬間浪涌幅度的大小。內(nèi)阻越低的電路降額幅度就應(yīng)該越多。對(duì)于降額幅度大小,切不可一概而論. 必須經(jīng)過(guò)精確的可靠性計(jì)算來(lái)確定降額幅度。
2:鉭電容器等效串聯(lián)電阻ESR過(guò)高和電路中交流紋波過(guò)高導(dǎo)致的失效:
【一】：當(dāng)某只ESR過(guò)高的鉭電容器使用在存在過(guò)高交流紋波的濾波電路,即使是使用電壓遠(yuǎn)低于應(yīng)該的降額幅度, 有時(shí)候,在開(kāi)機(jī)的瞬間仍然會(huì)發(fā)生突然的擊穿現(xiàn)象; 出現(xiàn)此類問(wèn)題的主要原因是電容器的ESR和電路中的交流紋波大小嚴(yán)重不匹配.
【二】：電容器是極性元?dú)饧?在通過(guò)交流紋波時(shí)會(huì)發(fā)熱,而不同殼號(hào)大小的產(chǎn)品能夠維持熱平衡的容許發(fā)熱量不同.由于不同容量的產(chǎn)品的ESR值相差較高,因此,不同規(guī)格的鉭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(guò)使用的電容器可以安全承受的交流紋波值,產(chǎn)品就會(huì)出現(xiàn)熱致?lián)舸┑默F(xiàn)象.同樣,如果電路中的交流紋波一定,而選擇的鉭電容器的實(shí)際ESR值過(guò)高,產(chǎn)品也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。
【三】：一般來(lái)說(shuō),在濾波和大功率充放電電路,必須使用ESR值盡可能低的鉭電容器. 對(duì)于電路中存在的交流紋波過(guò)高而導(dǎo)致的電容器失效問(wèn)題,很多電路設(shè)計(jì)師都忽略其危害性或認(rèn)識(shí)不夠. 只是簡(jiǎn)單認(rèn)定電容器質(zhì)量存在問(wèn)題. 此現(xiàn)象很多。
鉭電容 - 優(yōu)點(diǎn)
鉭電容全稱是鉭電解電容，也屬于電解電容的一種，使用金屬鉭做介質(zhì)，不像普通電解電容那樣使用電解液，鉭電容不需像普通電解電容那樣使用鍍了鋁膜的電容紙燒制，本身幾乎沒(méi)有電感，但這也限制了它的容量。此外，由于鉭電容內(nèi)部沒(méi)有電解液，很適合在高溫下工作。鉭電容的特點(diǎn)是壽命長(zhǎng)、耐高溫、準(zhǔn)確度高、濾高頻諧波性能極好。在鉭電解電容器工作過(guò)程中，具有自動(dòng)修補(bǔ)或隔絕氧化膜中的疵點(diǎn)所在的性能，使氧化膜介質(zhì)隨時(shí)得到加固和恢復(fù)其應(yīng)有的絕緣能力，而不致遭到連續(xù)的累積性破壞。這種獨(dú)特自愈性能，保證了其長(zhǎng)壽命和可靠性的優(yōu)勢(shì)。鉭電解電容器具有非常高的工作電場(chǎng)強(qiáng)度，并較同類型電容器都大，以此保證它的小型化。
鉭電容 - 缺點(diǎn)
容量較小、價(jià)格也比鋁電容貴，而且耐電壓及電流能力較弱。它被應(yīng)用于大容量濾波的地方，像CPU插槽附近就看到鉭電容的身影，多同陶瓷電容，電解電容配合使用或是應(yīng)用于電壓、電流不大的地方。
鉭電容 - 濾波好的原因
鉭電容的性能優(yōu)異，是電容器中體積小而又能達(dá)到較大電容量的產(chǎn)品,鉭電容器非常方便地較大的電容量，在電源濾波、交流旁路等用途上少有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
鉭電解電容器具有儲(chǔ)藏電量、進(jìn)行充放電等性能，主要應(yīng)用于濾波、能量貯存與轉(zhuǎn)換，記號(hào)旁路，耦合與退耦以及作時(shí)間常數(shù)元件等。在應(yīng)用中要注意其性能特點(diǎn)，正確使用會(huì)有助于充分發(fā)揮其功能，其中諸如考慮產(chǎn)品工作環(huán)境及其發(fā)熱溫度，以及采取降額使用等措施，如果使用不當(dāng)會(huì)影響產(chǎn)品的工作壽命。
固體鉭電容器電性能優(yōu)良，工作溫度范圍寬，而且形式多樣，體積效率優(yōu)異，具有其獨(dú)特的特征：鉭電容器的工作介質(zhì)是在鉭金屬表面生成的一層極薄的五氧化二鉭膜。此層氧化膜介質(zhì)與組成電容器的一端極結(jié)合成一個(gè)整體，不能單獨(dú)存在。因此單位體積內(nèi)所具有的電容量特別大。即比容量非常高，因此特別適宜于小型化。在鉭電容器工作過(guò)程中，具有自動(dòng)修補(bǔ)或隔絕氧化膜中的疵點(diǎn)所在的性能，使氧化膜介質(zhì)隨時(shí)得到加固和恢復(fù)其應(yīng)有的絕緣能力，而不致遭到連續(xù)的累積性破壞。這種獨(dú)特自愈性能，保證了其長(zhǎng)壽命和可靠性的優(yōu)勢(shì)。
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