常常碰到许多客户讨论钽电容爆破问题，特别在开关电源、LED 电源等职业，钽电容焚毁 或爆破是令研制技术人员最头痛的，让他们百思不得其解。正由于钽电容失效模式的危险性， 让许多研制技术人员都不敢再运用钽电容了，其实假如咱们可以全面的了解钽电容的特性， 找到钽电容失效(表现形式为焚毁或爆破)的原因，钽电容并没有那么可怕。毕竟钽电容的 优点是显而易见的。钽电容失效的原因总的来说可以分为钽电容自身的质量问题和电路规划 问题两大类：
电路规划和产品选型
要求钽电容的产品功能参数可以满意电路信号特色，但是,往往咱们不能确保上述两项作业 都做的很到位,因而,在运用过程中就必定会呈现这样那样的失效问题;现简单总结如下;
1. 低阻抗电路运用电压过高导致的失效;
关于钽电容器运用的电路,只有两种;有电阻维护的电路和没有电阻维护的低阻抗电路. 关于 有电阻维护的电路,由于电阻会起到降压和按捺大电流经过的效果,因而,运用电压可以到达 钽电容器额外电压的 60%. 没有电阻维护的电路有两种; 一;前级输入现已经过整流和滤波, 输出安稳的充放电电路.在此类电路,电容器被当作放电电源来运用,由于输入参数安稳没有 浪涌,因而,尽管是低阻抗电路,可安全运用的电压仍然可以到达额外电压的 50%都可以确保 相当高的可靠性. 二;电子整机的电源部分; 电容器并联运用在此类电路, 除了要求对输入 的信号进行滤波外,往往一起还兼有依照必定频率和功率进行放电的要求. 由于是电源电路, 因而,此类电路的回路阻抗十分低,以确保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到达安稳的输入值的 3 倍以上,电流可以到达稳态值的10 倍以上,由于持续时间极短,因而,其单位时间内的能量密度十分高, 假如电容器的运用电 压偏高,此刻实践加在产品上的脉冲电压就会远远超过产品的额外值而被击穿. 因而,运用在 此类电路中的钽电解电容器容许的运用电压不能超过额外值的 1/3. 假如不分电路的回路阻 抗类型,一概降额 50%, 在回路阻抗最低的 DC-DC 电路,一开机就有或许瞬间呈现击穿短路 或爆破现象.在此类电路中运用的电容器应该降额多少,必定要考虑到电路阻抗值的高低和 输入输出功率的巨细和电路中存在的沟通纹波值的高低.由于电路阻抗高低可以决定开关瞬 间浪涌起伏的巨细。内阻越低的电路降额起伏就应该越多。关于降额起伏巨细,切不可一概 而论. 有必要经过准确的可靠性核算来确定降额起伏.
2.电路峰值输出电流过大(运用电压合适)
钽电容器在作业时可以安全接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
假如一只容量偏低的钽电容器运用在峰值输出电流很大的电路,这只产品就有或许由于电流 过载而焚毁.这十分简单理解.
3. 钽电容器等效串联电阻 ESR 过高和电路中沟通纹 波过高导致的失效
当某只 ESR 过高的钽电容器运用在存在过高沟通纹波的滤波电路,即使是运用电压远低于 应该的降额起伏, 有时候,在开机的瞬间仍然会发生突然的击穿现象; 呈现此类问题的主要 原因是电容器的 ESR 和电路中的沟通纹波巨细严峻不匹配. 电容器是极性元气件,在经过交 流纹波时会发热,而不同壳号巨细的产品可以保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,因而,不同规范的钽电容器可以安全耐受的沟通纹波值也相差很 大, 因而,假如某电路中存在的沟通纹波超过运用的电容器可以安全接受的沟通纹波值,产品 就会呈现热致击穿的现象.同样,假如电路中的沟通纹波必定,而挑选的钽电容器的实践 ESR 值过高,产品也会呈现相同的现象.
一般来说,在滤波和大功率充放电电路,有必要运用 ESR 值尽或许低的
钽电容器. 关于电路中 存在的沟通纹波过高而导致的电容器失效问题,许多电路规划师都疏忽其危害性或知道不行. 只是简单确定电容器质量存在问题. 此现象许多.
4 . 钽电容器漏电流偏大导致实践耐压不行
此问题的呈现一般都由于钽电容器的实践耐压不行形成.当电容器上长期施加必定场强时, 假如其介质层的绝缘电阻偏低,此刻产品的实践漏电流将偏大.而漏电流偏大的产品,实践耐 压就会下降.
呈现此问题的别的一个原因是关于钽电容器的漏电流规范拟定的过于宽松,导致有些根本不 具有钽电解电容器生产能力的公司在生产质量低质的钽电容器. 普通的室温时漏电流就偏 大的产品,假如作业在较高的温度下,其漏电流会成指数倍添加,因而其高温下的实践耐压就 会大起伏下降. 在运用温度较高时就会十分简单呈现击穿现象.
高温时漏电流变化较小是一切电容器生产商努力的最重要方针之一,因而,此指标对可靠性 的决定性影响不言而愈.
假如你挑选运用的钽电容器的漏电流偏大,实践上它现已是废品,出问题因而成为必定.
5 .钽电容器运用时的生产过程因素导致的失效
许多用户往往只注意到钽电容器功能的挑选和规划,而关于贴片钽电容安装运用时简单呈现 的问题视而不见;举例如下;
A, 不运用主动贴装而运用手艺焊接, 产品不加预热,直接运用温度高于300度的电烙铁较长 时间加热电容器,导致电容器功能遭到过高温度冲击而失效.
B,手艺焊接不运用预热台加热,焊接时一呈现冷焊和虚焊就反复运用烙铁加热产品.
C,运用的烙铁头温度甚至到达 500 度. 这样可以焊接很快,但十分简单导致片式元气件失效
贴片钽电容实践运用时的可靠性实践上可以经过核算得出来,而咱们的许多用户运用时规划 余量不行,鲁棒性很差,小批试验经过纯属侥幸,在批生产时呈现一致性质量问题. 此刻,问题 原因往往简单被推到电容器生产商身上,疏忽对规划可靠性的查找. 钽电容器运用时的无故 障间隔时间 MTBF 关于许多用户来讲仍是一个陌生的概念. 许多运用者对可靠性工程知道 浅薄.过于注重试验而疏忽数学核算. 导致分电路规划可靠性比整机可靠性低,因而,批量生 产时不断呈现问题. 不明白得失效是一个概率问题,非简单的个别问题.实践上钽电容器运用时 简单呈现的故障原因和现象还许多, 无法在此一一论说.假如有运用时的新问题,可以及时沟通.
钽电容质量问题
现在来说 AVX 和 KEMET 两个品牌算是一线品牌，占了市场份额很大，其 质量好，当然价格也是最贵的。国内也有几家生产钽电容的工厂，但由于 生产工艺和原材料质量问题，与 AVX 和 KEMET 的质量相差仍是十分大的，国产钽 电容的 ESR 遍及要高一个等级。
钽电容器假如功能不过关,其可靠性不光很低,而且 十分简单失效.因而,挑选正确且合适的产品是确保可靠性的首要条件.? 质量差的钽 电容器假如被装到电路上,与安装了一个小炸弹没有什么区别. 假如不能确保你挑选 的产品质量绝对过硬,我建议你不要运用钽电容器.特别是在DC-DC电路和大功率充 放电电路.
