电容器的纹波电流
4.1、固钽因“不断击穿”又“不断自愈”问题产生失效。在正常使用一段时间后常发生固钽密封口的焊锡融化,或见到炸开,焊锡乱飞到线路板上。分析原因是其工作时“击穿”又“自愈”,在反复进行,导致漏电流增加。这种短时间(ns~ms)的局部短路,又通过“自愈”后恢复工作。关于“自愈”。理想的Ta2O5介质氧化膜是连续性的和一致性的。加上电压或高温下工作时,由于Ta+离子疵点的存在,导致缺陷微区的漏电流增加,温度可达到500℃~1000℃以上。这样高的温度使MnO2还原成低价的Mn3O4。有人测试出Mn3O4的电阻率要比MnO2高4~5个数量级。与Ta2O5介质氧化膜相紧密接触的Mn3O4就起到电隔离作用,防止Ta2O5介质氧化膜进一步破坏,这就是固钽的局部“自愈了”。但是,很可能在紧接着的再一次“击穿”的电压会比前一次的“击穿”电压要低一些。在每次击穿之后,其漏电流将有所增加,而且这种击穿电源可能产生达到安培级的电流。同时电容器本身的储存的能量也很大,导致电容器长久失效。选择考虑因素设计师针对某个特定用途在选择电容器类型时,必须的因素有哪些呢?电容器的纹波电流
4.8、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,而对于片式钽电容器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.电容器的容抗公式快充充电头为了消除充电头对智能手机主板电路的影响,钽电容是必备的元器件。
我国钽电容器行业在生产规模、产品质量、品控等方面越来越接近国际有名的企业,竞争力越来越强,市场份额占比越来越大。民品市场进口依赖逐渐降低,国产替代市场空间大。当前泰国(28%)、印度尼西亚(26%)和日本(17%)是中国钽电容的主要来源国家,考虑到以美国为首的西方国家正逐步收紧对中国进口电子元器件的限制,未来民品市场钽电容国产化率有望提高,国产替代市场空间较大。我国钽电容器主要企业具有雄厚的技术与丰富的经验,整体发展态势较好。
缺点容量较小、价格也比铝电容贵,而且耐电压及电流能力较弱。它被应用于大容量滤波的地方,像CPU插槽附近就看到钽电容的身影,多同陶瓷电容,电解电容配合使用或是应用于电压、电流不大的地方。三、主要特性(1)具有单向导电性,即所谓有“极性”,应用时应按电源的正、负方向接入电流,电容器的阳极(正极)接电源“+”极,阴极(负极)接电源的“-”极如果接错不仅电容器发挥不了作用,而且漏电流很大,短时间内芯子就会发热,破坏氧化膜随即失效。(2)工作电压有一定的上限平值,但这方面的缺点对配合晶体管或集成电路电源,是不重要的。(3)可以非常方便地获得较大的电容量,在电源滤波、交流旁路等用途上少有竞争对手。(4)具有非常高的工作电场强度,并较任何类型电容器都大,以此保证它的小型化。(5)具有储藏电量、进行充放电等性能。除了电解质为MnO2的钽电容,还有Polymer(高分子聚合物)为电解质的钽电容。
3.3耗散因子(DF值)耗散因子是决定电容内部功率耗散的一个物理量,越小越好,一般DF值随频率增加而增加。损耗大小对产品使用影响及可靠性影响说明:损耗(DF值)是表征钽电容器本身电阻能够造成的无效功耗比例的一个参数,损耗较小的产品ESR也将较小。但损耗大小的微小差别不会对使用造成明显影响,对工作状态的产品的可靠性影响与容量偏差的影响相比较大,但与产品漏电流大小和ESR大小对使用时的可靠性的影响相比仍然较小(漏电流大小和ESR大小影响>损耗大小影响>容量偏差的影响),滤波时如果产品的损耗较大,滤波效果差一些。同时,损耗较大的产品的抗浪涌能力也较差。3.4阻抗,等效串联阻抗(ESR)&感抗ESR是决定电容滤波性能的一个重要指标,钽电容的ESR主要是由引脚和内部电极阻抗引起,是电容在高频上表现的一个很重要的参数,一般来讲,同容量,同电压值的钽电容的ESR要低于电解电容,但要高于多层陶瓷电容,ESR随着频率和温度的增加而减少,ESR=DF/WC。在谐振频率以下,电容的阻抗是电容的容抗和ESR的矢量和,在电容产生谐振以后,电容的阻抗是电容的感抗和ESR矢量和。钽电容测试条件及测试流程。电磁感应电阻和电容器并联
有线线路一碰晶振,就停止振荡,怎么办?电容器的纹波电流
四、电容失效模式,机理和失效特点对于钽电容,失效与其他类型的电容一样,也有电参数变化失效、短路失效和开路失效三种。由于钽电容的电性能稳定,且有独特的“自愈”特性,钽电容鲜有参数变化引起的失效,钽电容失效大部分是由于电路降额不足,反向电压,过功耗导致,主要的失效模式是短路。另外,根据钽电容的失效统计数据,钽电容发生开路性失效的情况也极少。因此,钽电容失效主要表现为短路性失效。钽电容短路性失效模式的机理是:固体钽电容的介质Ta2O5由于原材料不纯或工艺中的原因而存在杂质、裂纹、孔洞等疵点或缺陷,钽块在经过高温烧结时已将大部分疵点或缺陷烧毁或蒸发掉,但仍有少量存在。在赋能、老炼等过程中,这些疵点在电压、温度的作用下转化为场致晶化的发源地—晶核;在长期作用下,促使介质膜以较快的速度发发生物理、化学变化,产生应力的积累,到一定时候便引起介质局部的过热击穿。如果介质氧化膜中的缺陷部位较大且集中,一旦在热应力和电应力作用下出现瞬时击穿,则很大的短路电流将使电容迅速过热而失去热平衡,钽电容固有的“自愈”特性已无法修补氧化膜,从而导致钽电容迅速击穿失效。电容器的纹波电流
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