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經(jīng)常碰到很多客戶討論鉭電容爆炸問題，特別在開關電源、LED電源等行業(yè)，鉭電容燒毀或爆炸是令研發(fā)技術人員最頭痛的，讓他們百思不得其解。正因為鉭電容失效模式的危險性，讓很多研發(fā)技術人員都不敢再使用鉭電容了，其實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，鉭電容并沒有那么可怕。畢竟鉭電容的好處是顯而易見的。
1:低阻抗電路使用電壓過高導致的失效:
對于鉭電容器使用的電路,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,使用電壓可以達到鉭電容器額定電壓的60%. 沒有電阻保護的電路以下分析：
【一】：前級輸入已經(jīng)經(jīng)過整流和濾波,輸出穩(wěn)定的充放電電路.在此類電路,電容器被當作放電電源來使用,由于輸入?yún)?shù)穩(wěn)定沒有浪涌,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(lián)使用在此類電路, 除了要求對輸入的信號進行濾波外,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,電路中會產(chǎn)生一個持續(xù)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(wěn)定的輸入值的3倍以上,電流可以達到穩(wěn)態(tài)值的10倍以上,由于持續(xù)時間極短，因此,其單位時間內(nèi)的能量密度非常高, 如果電容器的使用電壓偏高,此時實際加在產(chǎn)品上的脈沖電壓就會遠遠超過產(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,一開機就有可能瞬間出現(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涌幅度的大小。內(nèi)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(jīng)過精確的可靠性計算來確定降額幅度。
2:鉭電容器等效串聯(lián)電阻ESR過高和電路中交流紋波過高導致的失效:
【一】：當某只ESR過高的鉭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(fā)生突然的擊穿現(xiàn)象; 出現(xiàn)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.
【二】：電容器是極性元氣件,在通過交流紋波時會發(fā)熱,而不同殼號大小的產(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使用的電容器可以安全承受的交流紋波值,產(chǎn)品就會出現(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際ESR值過高,產(chǎn)品也會出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。
【三】：一般來說,在濾波和大功率充放電電路,必須使用ESR值盡可能低的鉭電容器. 對于電路中存在的交流紋波過高而導致的電容器失效問題,很多電路設計師都忽略其危害性或認識不夠. 只是簡單認定電容器質(zhì)量存在問題. 此現(xiàn)象很多。
鉭電容 - 優(yōu)點
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，本身幾乎沒有電感，但這也限制了它的容量。此外，由于鉭電容內(nèi)部沒有電解液，很適合在高溫下工作。鉭電容的特點是壽命長、耐高溫、準確度高、濾高頻諧波性能極好。在鉭電解電容器工作過程中，具有自動修補或隔絕氧化膜中的疵點所在的性能，使氧化膜介質(zhì)隨時得到加固和恢復其應有的絕緣能力，而不致遭到連續(xù)的累積性破壞。這種獨特自愈性能，保證了其長壽命和可靠性的優(yōu)勢。鉭電解電容器具有非常高的工作電場強度，并較同類型電容器都大，以此保證它的小型化。
鉭電容 - 缺點
容量較小、價格也比鋁電容貴，而且耐電壓及電流能力較弱。它被應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爭對手。
鉭電解電容器具有儲藏電量、進行充放電等性能，主要應用于濾波、能量貯存與轉(zhuǎn)換，記號旁路，耦合與退耦以及作時間常數(shù)元件等。在應用中要注意其性能特點，正確使用會有助于充分發(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，如果使用不當會影響產(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合成一個整體，不能單獨存在。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。在鉭電容器工作過程中，具有自動修補或隔絕氧化膜中的疵點所在的性能，使氧化膜介質(zhì)隨時得到加固和恢復其應有的絕緣能力，而不致遭到連續(xù)的累積性破壞。這種獨特自愈性能，保證了其長壽命和可靠性的優(yōu)勢。
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