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经常碰到很多客户讨论钽电容问题,特别在开关电源、LED电源等行业,钽电容烧毁或是令研发技术人员*****的,让他们百思不得其解。正因为钽电容失效模式的危险性,让很多研发技术人员都不敢再使用钽电容了,其实如果我们能够***的了解钽电容的特性,找到钽电容失效(表现形式为烧毁或)的原因,钽电容并没有那么可怕。毕竟钽电容的好处是显而易见的。钽电容失效的原因总的来说可以分为钽电容本身的质量问题和电路设计问题两大类:电路设计和产品选型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%钽电容具有高可靠性,长时间使用后不会出现容量衰减或漏电流增加等问题。GCA411C-6.3V-22uF-K-2
被膜:通过多次浸渍硝酸锰,分解制得二氧化锰的过程。b)目的:通过高温热分解硝酸锰制得一层致密的二氧化锰层,作为钽电容器的阴极。c)分解温度:分解温度要适中,一般取200-270℃(指实际的分解温度),在这个温度下制得的二氧化锰的晶形结构是β型的,它的电导率比较大。如果分解温度过高(大于300℃)或过低生成的是a型的二氧化锰或三氧化锰,它们的电阻率很大,导电性能没有β型的好,电阻率大,就是接触电阻大,在电性能上就反映损耗大。d)分解时间:产品刚进入分解炉时,能看到有一股浓烟冒出,那是硝酸锰剧烈反应生成的二氧化氮气体,过了2-3分钟,基本上看不到有烟雾冒出,说明反应已基本结束。分解时间过过短,反应还没有完全结束,补形成时会有锰离子溶出,这时补形成电流会很大,遇到这种情况,应立即关闭电源,重新分解一次,并将补形成液换掉;如果分解时间过长,会对氧化膜造成破坏,同样也会造成漏电流大。分解时间要灵活掌握,小产品时间短,大产品时间长,如果分解温度很高,要适当缩短分解时间,如果分解温度很低,要适当延长分解时间。 GCA41-C-25V-4.7uF-K在使用多个钽电容并联时,需要考虑它们的均流特性,以保证电路的稳定工作。
钽电容是一种高精度的电子元件,由金属钽作为电容器两极板材料制成。与传统的电解电容相比,钽电容具有更小的体积和更高的耐压能力,因此在现代电子设备中得到了应用。 钽电容器的特点在于其高稳定性和低漏电流。由于钽金属的化学稳定性好,所以电容器的稳定性很高,不易受温度和电压波动的影响。此外,钽电容的漏电流也非常小,可以有效避免电子设备中的信号损失。钽电容器的应用范围非常广,包括计算机、通讯设备、电源、医疗设备等多个领域。在计算机中,钽电容可以用于电源滤波和信号耦合;在通讯设备中,钽电容可以用于滤波和振荡电路;在电源中,钽电容可以用于滤波和储能;在医疗设备中,钽电容可以用于心电图和脑电图等设备的信号耦合。
相较于民用领域的被动元器件上市公司,被动元器件企业的自产业务毛利率处于较高水平。已上市的公司主要生产的被动元器件为MLCC及钽电容,其中MLCC细分市场主要参与的企业主要有火炬电子、鸿远电子、振华科技、成都宏明,钽电容细分市场的参与企业主要为、北京七一八、宏达电子、振华科技(旗下振华新云)、火炬电子等。宏达深耕钽电解电容器的研发制造多年,技术储备充足,在行业内市场地位较高,客户覆盖航空、兵器、船舶、电子等领域,主要客户为国内集团。宏达电子主要竞争对手有振华新云、北京七一八、鸿远电子、火炬电子等上市公司或大型国有企业。钽电容的选择需要考虑其频率特性,包括高频下的容抗、损耗角和电感等参数。
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。钽电容是一种高可靠性的电容器,用于各种电子设备中。CAK36-125V-480uF-K-C07
在设计电源电路时,需要考虑钽电容的连接方式和滤波效果,以保证电源的稳定性和噪声抑制能力。GCA411C-6.3V-22uF-K-2
除新能源汽车的钽电容需求快速修复并高速增长外,其实还有另一大市场的需求也在迅速打开,那就是5G基站的电源用钽电容市场需求。实际上,除了上面行业原来就预估会在海量增长的市场之外,引燃钽电容市场的还有另一个增量更大的市场,那就是智能手机高功率充电头。为了应对苹果和三星智能手机的竞争冲击,快充技术现在几乎是每一部国产手机智能手机必备的东西,现在很多人都等不了漫长的充电过程,所以更快的充电效率是每一个厂商也是每一个消费者追求的东西。高功率快充在近几年成为了充电市场的当红炸子鸡。前段时间小米推出的新款氮化镓快速充电器更是引燃了快充小型化的潮流。采用钽电容并联使用作为输出滤波,与传统使用的铝电解电容相比,输出更加稳定且体积能够减小75%。所以钽电容成了快充小型化的重要器件之一。事实上为了避免快充对智能手机、平板电脑和笔记本电脑的主控电路寿命产生影响,高性能的钽电容是保证快充输出波形稳定的重大必要器件之一。GCA411C-6.3V-22uF-K-2
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