钽电容电路设计和产品选型

时间:2023-03-06作者:佚名
要求钽电容的产品性能参数可以满足电路信号特点,但是,往往我们不能保证上述两项工作 都做的很到位,因此,在使用过程中就必然会出现这样那样的失效问题;现简单总结如下;
1. 低阻抗电路使用电压过高导致的失效;
对于钽电容器使用的电路,只有两种;有电阻保护的电路和没有电阻保护的低阻抗电路. 对于 有电阻保护的电路,由于电阻会起到降压和抑制大电流通过的效果,因此,使用电压可以达到 钽电容器额定电压的 60%. 没有电阻保护的电路有两种; 一;前级输入已经经过整流和滤波, 输出稳定的充放电电路.在此类电路,电容器被当作放电电源来使用,由于输入参数稳定没有 浪涌,因此,尽管是低阻抗电路,可安全使用的电压仍然可以达到额定电压的 50%都可以保证 相当高的可靠性. 二;电子整机的电源部分; 电容器并联使用在此类电路, 除了要求对输入 的信号进行滤波外,往往同时还兼有按照一定频率和功率进行放电的要求. 因为是电源电路, 因此,此类电路的回路阻抗非常低,以保证电源的输出功率密度足够. 在此类开关电源电路中 [也叫 DC-DC 电路], 在每次开机和关机的瞬间,电路中会产生一个持续时间小于 1 微秒的高 强度尖峰脉冲,其脉冲电压值至少可以达到稳定的输入值的 3 倍以上,电流可以达到稳态值的10 倍以上,由于持续时间极短,因此,其单位时间内的能量密度非常高, 如果电容器的使用电 压偏高,此时实际加在产品上的脉冲电压就会远远超过产品的额定值而被击穿. 因此,使用在 此类电路中的钽电解电容器容许的使用电压不能超过额定值的 1/3. 如果不分电路的回路阻 抗类型,一概降额 50%, 在回路阻抗最低的 DC-DC 电路,一开机就有可能瞬间出现击穿短路 或爆炸现象.在此类电路中使用的电容器应该降额多少,一定要考虑到电路阻抗值的高低和 输入输出功率的大小和电路中存在的交流纹波值的高低.因为电路阻抗高低可以决定开关瞬 间浪涌幅度的大小。内阻越低的电路降额幅度就应该越多。对于降额幅度大小,切不可一概 而论. 必须经过精确的可靠性计算来确定降额幅度.
2.电路峰值输出电流过大(使用电压合适)
钽电容器在工作时可以安全承受的最大直流电流冲击 I,与产品自身等效串联电阻 ESR 及额 定电压 UR 存在如下数学关系;
I=UR/1 ESR
如果一只容量偏低的钽电容器使用在峰值输出电流很大的电路,这只产品就有可能由于电流 过载而烧毁.这非常容易理解.
3. 钽电容器等效串联电阻 ESR 过高和电路中交流纹 波过高导致的失效
当某只 ESR 过高的钽电容器使用在存在过高交流纹波的滤波电路,即使是使用电压远低于 应该的降额幅度, 有时候,在开机的瞬间仍然会发生突然的击穿现象; 出现此类问题的主要 原因是电容器的 ESR 和电路中的交流纹波大小严重不匹配. 电容器是极性元气件,在通过交 流纹波时会发热,而不同壳号大小的产品能够维持热平衡的容许发热量不同.由于不同容量 的产品的 ESR 值相差较高,因此,不同规格的钽电容器能够安全耐受的交流纹波值也相差很 大, 因此,如果某电路中存在的交流纹波超过使用的电容器可以安全承受的交流纹波值,产品 就会出现热致击穿的现象.同样,如果电路中的交流纹波一定,而选择的钽电容器的实际 ESR 值过高,产品也会出现相同的现象.
一般来说,在滤波和大功率充放电电路,必须使用 ESR 值尽可能低的钽电容器. 对于电路中 存在的交流纹波过高而导致的电容器失效问题,很多电路设计师都忽略其危害性或认识不够. 只是简单认定电容器质量存在问题. 此现象很多.
4 . 钽电容器漏电流偏大导致实际耐压不够
此问题的出现一般都由于钽电容器的实际耐压不够造成.当电容器上长时间施加一定场强时, 如果其介质层的绝缘电阻偏低,此时产品的实际漏电流将偏大.而漏电流偏大的产品,实际耐 压就会下降.
出现此问题的另外一个原因是关于钽电容器的漏电流标准制定的过于宽松,导致有些根本不 具备钽电解电容器生产能力的公司在生产质量低劣的钽电容器. 普通的室温时漏电流就偏 大的产品,如果工作在较高的温度下,其漏电流会成指数倍增加,因此其高温下的实际耐压就 会大幅度下降. 在使用温度较高时就会非常容易出现击穿现象.
高温时漏电流变化较小是所有电容器生产商努力的最重要目标之一,因此,此指标对可靠性 的决定性影响不言而愈.
如果你选择使用的钽电容器的漏电流偏大,实际上它已经是废品,出问题因此成为必然.
5 .钽电容器使用时的生产过程因素导致的失效
很多用户往往只注意到钽电容器性能的选择和设计,而对于贴片钽电容安装使用时容易出现 的问题视而不见;举例如下;
A, 不使用自动贴装而使用手工焊接, 产品不加预热,直接使用温度高于300度的电烙铁较长 时间加热电容器,导致电容器性能受到过高温度冲击而失效.
B,手工焊接不使用预热台加热,焊接时一出现冷焊和虚焊就反复使用烙铁加热产品.
C,使用的烙铁头温度甚至达到 500 度. 这样可以焊接很快,但非常容易导致片式元气件失效
贴片钽电容实际使用时的可靠性实际上可以通过计算得出来,而我们的很多用户使用时设计 余量不够,鲁棒性很差,小批实验通过纯属侥幸,在批生产时出现一致性质量问题. 此时,问题 原因往往简单被推到电容器生产商身上,忽略对设计可靠性的查找. 钽电容器使用时的无故 障间隔时间 MTBF 对于很多用户来讲还是一个陌生的概念. 很多使用者对可靠性工程认识 肤浅.过于重视实验而忽略数学计算. 导致分电路设计可靠性比整机可靠性低,因此,批量生 产时不断出现问题. 不懂得失效是一个概率问题,非简单的个体问题.实际上钽电容器使用时 容易出现的故障原因和现象还很多, 无法在此一一论述.如果有使用时的新问题,可以及时交流.

相关阅读

水电装修接电线,先接零线还是火线好?别再大意了

说到电路接线,普通人家常常会遇到电线短路,家里使用功率过大的电器然而使保险丝断掉或者电线老化,导致停电。很多时候需要我们自己来操作重新驳回线路,所以我们更应该懂得...
2023-06-11
水电装修接电线,先接零线还是火线好?别再大意了

看老电工如何让胜利万用表起死回生

【免费下载】 PLC软件下载_PLC软件安装教程_PLC手册下载_PLC案例下载! 【免费学习】 变频器精品课程_西门子PLC精品教程_三菱PLC精品教程! 10年前购买的第一代胜利牌890C 数字万用表,前...
2023-06-27

贴片电容坏了怎么识别

贴片电容好坏在电路确实不好判断。实际操作中对击穿、漏电、稳定性不好的电容多数先从外表或温升来判断,有时也采用万用表来进行测量。 小一点的贴片电容可用以下方法进行判断...
2023-06-19
贴片电容坏了怎么识别

设备改造后找电工接电使用。电工现场一看,电缆粉化懵了!

在工业生产的幕后,电工们扮演着至关重要的角色,他们不仅是电力系统的守护者,更是设备安全运行的保障者。然而,在实际工作中,电工们常常面临一种令人头疼的困境——设备...
2024-08-16
设备改造后找电工接电使用。电工现场一看,电缆粉化懵了!

为什么水电改造会预算超标?装修公司不会告诉你的水电改造猫腻

水电改造是装修工程里比较重要的一部分,但是很多屋主表示水电改造预算总超支,本来计划好的水电改造预算价钱现在超支,导致装修开销又变大了。那么为什么会出现这样的情况呢...
2023-06-11
为什么水电改造会预算超标?装修公司不会告诉你的水电改造猫腻

热销商品

广东珠江电线电缆阻燃国标定制BYJBV BVR YJV YJY RVV RVS RV KVV

广东珠江电线电缆,专注于阻燃国标定制,产品涵盖BYJBVBVRYJVYJYRVVRVSRVKVV等多种规格。我们采用先进生产技术,严格遵循国家标准,确保产品质量可靠、性能稳定。产品适...
¥ 1

可换头防静电塑胶镊子ESD-7A/242/249/259防划伤夹IC硅晶片陶瓷头

ESD-7A/242/249/259是一款专为半导体行业设计的防静电塑胶镊子,有效防止静电对敏感电子元件的损害。其独特之处在于可更换的镊子头,包括专为夹持IC硅晶片和陶瓷元件...
¥ 2

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

L型套筒扳手铣口烟斗双头弯头7字穿孔机修六角汽修轮胎工具6-19mm

L型套筒扳手是一款常用于工业领域的多功能工具,具备双头设计,可高效完成铣口、烟斗等多种工件孔位加工,适用六角汽修、轮胎等场景。其套筒尺寸为6-19mm,精准适配各类...
¥ 3.5

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店,作为西门子品牌的专卖店,提供了一系列高品质、设计新颖的家居电气产品。这里销售的开关插座采用无框...
¥ 8.77

网站栏目