AVX钽电容器 的毛病形式的讨论底子包括两方面：规范二氧化锰负极类型和新导电聚合物(CP)类型。规范钽电容器在正常作业形式下，由于电脉冲和电压水平，使沟道（通 道）中电导添加，而导致电击穿。这会导致随后的热击穿，将电容器击毁。在相反形式下，咱们现已通报过：在相对低的电压水平下，焦耳热会引起导电添加，然后 触发热击穿。终究导致反馈循环，包括：温度-电导 -电流-焦耳热，终究形成电击穿。这两种击穿形式具有随机特征，很难提前定位。相关于规范钽电容器而言，导电聚合物（CP）电容器则显现了稍微不同的电流 导电机理。导电聚合物的介质击穿近似于雪崩击穿和场致发射击穿。是由于两电极之间的引力，电化学衰变，枝状结晶组织等原因导致的机电坍塌。可是，也呈现了 某些负极膜发生自愈现象陈述。这可能源于膜蒸腾，碳化和再氧化进程。但并非所有的电容器击穿会导致自愈现象或开路状态。可能也会呈现短路状况。
咱们关于介质击穿的研讨意在找出能够对这种现象加以描述的底子参数系列，及其与终究产品的质量和可靠性之间的联系。底子上，介质击穿可由一系列的物理进程 发生：焦耳热引起电导添加，然后导致热击穿；雪崩击穿和场致发射击穿；两电极之间的引力，电化学衰变，枝状结晶组织等原因导致的机电坍塌 等等。介质击穿导致绝缘体和南北极的击毁，主要由于熔化和蒸腾和有时随后发生热逃逸。为把握钽MIS（金属-绝缘体-半导体）异晶结构的更大都据和找到与介 质击穿之间的联系，咱们研讨在两中形式下的电流/电压依靠作业参数（在正常形式下，钽电极被施加正偏压；在相反形式下，钽电极被施加负偏压）。AVX代理商
击穿击毁不仅源于突发的击穿状况，而且由于随后的电流流动，然后使击穿的来源和动力难于解释。
当自愈状况呈现时会呈现一些特殊现象。在某些 状况中，薄弱点和体击穿面积能够削减。在试验室试验中，热击穿能够被测量，而元件装置不被毁坏；电击穿能够被观测到，而只呈现最小的损坏。辅佐自愈进程也 能够被推导出；氧元素可从二氧化锰负极中释放出来，允许钽二氧化物的再生或消除电子陷阱（类似于阳极化处理或钝化进程），使在介质层中的薄弱点削减。
根据陈述，导电聚合物材料有两种自愈途径。第一个理论基于蒸腾进程。聚合物的熔化和蒸腾温度相当低。如电流错误足以使聚合物加热，则其可蒸腾和消除去其与该处的联系。
自愈的第二个理论则以为当导电聚合物在毛病处被加热时，聚合物吸收氧元素，然后形成一个高电阻帽，封住了电流向该毛病处的通路，与二氧化锰 MnO2 的自愈方法大致相同。
介质层的击穿进程并不十分确定。咱们的薄氧化膜试验表明电击穿并不在施加电场的定义值准确（高）时呈现。击穿进程是随机进程的结果，终究的击穿个案，大都状况下都为独立事件。
片式钽电容器最常用的电路是电源电路的前级滤波和输出端的二级滤波.别的,也能够并联运用在退藕电路以消除寄生电容造成的杂波干扰. 有时候,大容量的片式钽电容器也能够运用在脉冲充放电电路中作为二级瞬时补偿电源. 一些阻抗特别低的产品也能够运用在大规模集成电路的前级滤波上,以确保大规模集成电路运用中不由于沟通纹波过高而发热量太大死机.
由于不同电路中的电路参数不同很大,不同规格的片式钽电容器的参数指标不同,因而,在电路规划选型时,有必要确保电路参数要求和电容器的参数配合合适.不然,彻底有可能呈现由于电容器参数和电路参数不匹配导致的失效和电路毛病.
最常见的运用毛病如下;
1.作业频率和电容器类型不配套;
在甚高频电路,由于电路作业频率高会导致电容器的感抗添加而容量下降,因而,有必要运用感抗和阻抗ESR十分低的叠层陶瓷电容器[MLCC].相同,在中低频率滤波电路运用,就有必要运用片式钽电容器,由于MLCC在低频率下滤波效果就很差. 合适的作业频率和电容器阻抗及容量变化上存在如下数学联系;
ESR=1/2πfc
ESR就是电容器的等效串联电阻.
π圆周率3.14
f是电路作业频率
C是电容器的容量
不同品种电容器的自有ESR不同十分大,根据上面的公式能够推导出这样的定论;不同品种的电容器由于ESR不同而适合于不同频率的滤波电路.不单是体积和体积容量比大小的问题.因而,您有必要根据电路中的需要过滤掉的纹波的频率来挑选阻抗ESR在不同规模的电容器,容量挑选只考虑信号响应速度的快慢要求即可.不然,滤波效果就不能到达规划要求.
电容器的等效串联电阻ESR和容量乃至电容器品种挑选不合适, 滤波效果就会很差,滤波后电路中就会仍然存在不同频率的沟通杂波干扰信号. 因而,运用在滤波电路中的电容器,由于挑选了频率特性不合适的电容器,滤波功能就不能到达要求.一句话;运用在滤波电路中的电容器,有必要首要考虑电容器的频率特性是否和电路中的需要过滤掉的沟通杂波频率相符.由于运用的电容器频率特性不合适,滤波电路呈现毛病,实际上是一种低层次的技术失误.这要求电路规划者有必要对各类电子元件的不同参数特点有个底子的了解.千万不要在对此了解不行时试验性地完结电路规划,到呈现问题时再去找其它的原因.
2. 作业电压和额外电压份额挑选不合适;
许多电容器运用者只是简略地根据用户提供的运用手册说明,把片式钽电容器的运用电压规划到额外电压的50%,乃至到60-70%,当呈现失效时简略地给电容器供货商科罪. 殊不知,电容器生产商提供给你的运用电压挑选在50-70%是指每伏特电压有3欧姆维护电阻的状况下的运用或试验条件. 关于片式钽电容器运用的滤波电路,由于回路电阻十分低[这是电源模块的输出功率和输出纹波要求下有必要遵守的电路条件],在开机的瞬间由于场效应现象,电路中会呈现一个纳秒级的电压和电流脉冲.此脉冲对电路中的元件的可靠性损坏巨大;它瞬间就能够导致实际加在电容器上的电压和电流远超越容许值,因而,假如运用在滤波电路中的电容器运用电压到达50%乃至更高,电容器的失功率就十分高.底子上是不可避免的. 此脉冲对电子元件损坏性最大的点还不只是发生在电容器上,更风险的是它会导致底子不能接受过高电压和电流的大规模集成电路会瞬间焚毁.
运用在此类电路的片式钽电容器,为了避免瞬间过压过流,有必要根据电源模块的回路阻抗高低进行大幅度降额,一般的要求是作业电压有必要降额到额外电压的1/3才能够确保可靠性.
假如片式钽电容器运用在输入电压和电流安稳的脉冲放电电路作为功率补偿用,那么,运用电压就能够到达额外电压的50%,乃至60%都能够安全运用.可是,有必要注意电容器的电容量和需要的输出功率之间的配合有必要足够.不然会呈现掉电现象.
别的,运用在此类电路的电容器上究竟能够安全接受多高的峰值直流电流冲击,有必要根据下式核算得出;
I=UR/1+ESR
I;电容器能够接受的最大直溜电流
UR;电容器的额外电压
1;电路中的回路电阻
ESR;该电容器的等效串联电阻
从上式中能够得出; 假如该电路运用的电容器的容量偏低,阻抗偏大,会导致电容器在超越容许的大电流冲击下发热失效.
究竟该运用多大容量的电容器,能够参考我的别的一篇博文[输出电流和容量匹配核算].
假如放电功率较大,放电频率较高,那么需要降额的幅度更大.
此类电路中的失效问题,例如开机时的爆破短路现象,大都都是由于电路规划者不清楚滤波电路和放电电路的信号特点存在十分大的不同,因而,不分电路类型,通通规定降额多少的做法是十分缺少科学根据的自杀行为.
此类失效是最常见的低层次失效.
3.维护电路规划上的缺憾导致的失效;
由于低阻抗电路在开机的瞬间会发生一个强度极高的脉冲,而且此脉冲十分简单导致电容器及集成电路和其它功率性器材瞬间失效,因而,最先进的做法是在电路的输入端加装一个软启动电路[也叫延时电路或维护电路],详细的电路请参考我的博文[开关电路的可靠性维护规划].
风险的是常常有人问我,我的电路现已加装了保险丝,而且有过载维护,为什么还呈现失效?
过载维护起效果的前提是电路中呈现短路现象,大电流发生现已到达秒极以上. 保险丝的效果与此类同,只是一个能够马上手动康复,一个有必要替换.它们起效果的条件是电路中现已发生很大的电流而且相对时间较长,关于发生时间只是纳秒级的脉冲,它们底子来不及起效果,脉冲就现已进入后续电路.关于后续的控制电路中的元件的可靠性损坏底子不起任何维护效果.
因而,开关电源电路[简称为低阻抗电路]的可靠性维护规划有必要有规划合适的软启动电路来实现.没有此电路的电容器和集成电路十分简单损坏,可靠性也低的多.
作为电路规划者,此电路的规划水平现已能够体现出规划者的规划水平高低.由于它对电路的可靠性至关重要.
