AVX鉭電容器 的毛病形式的討論底子包括兩方面：規(guī)范二氧化錳負(fù)極類型和新導(dǎo)電聚合物(CP)類型。規(guī)范鉭電容器在正常作業(yè)形式下，由于電脈沖和電壓水平，使溝道（通 道）中電導(dǎo)添加，而導(dǎo)致電擊穿。這會(huì)導(dǎo)致隨后的熱擊穿，將電容器擊毀。在相反形式下，咱們現(xiàn)已通報(bào)過(guò)：在相對(duì)低的電壓水平下，焦耳熱會(huì)引起導(dǎo)電添加，然后 觸發(fā)熱擊穿。終究導(dǎo)致反饋循環(huán)，包括：溫度-電導(dǎo) -電流-焦耳熱，終究形成電擊穿。這兩種擊穿形式具有隨機(jī)特征，很難提前定位。相關(guān)于規(guī)范鉭電容器而言，導(dǎo)電聚合物（CP）電容器則顯現(xiàn)了稍微不同的電流 導(dǎo)電機(jī)理。導(dǎo)電聚合物的介質(zhì)擊穿近似于雪崩擊穿和場(chǎng)致發(fā)射擊穿。是由于兩電極之間的引力，電化學(xué)衰變，枝狀結(jié)晶組織等原因?qū)е碌臋C(jī)電坍塌?？墒牵渤尸F(xiàn)了 某些負(fù)極膜發(fā)生自愈現(xiàn)象陳述。這可能源于膜蒸騰，碳化和再氧化進(jìn)程。但并非所有的電容器擊穿會(huì)導(dǎo)致自愈現(xiàn)象或開路狀態(tài)?？赡芤矔?huì)呈現(xiàn)短路狀況。
咱們關(guān)于介質(zhì)擊穿的研討意在找出能夠?qū)@種現(xiàn)象加以描述的底子參數(shù)系列，及其與終究產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性之間的聯(lián)系。底子上，介質(zhì)擊穿可由一系列的物理進(jìn)程 發(fā)生：焦耳熱引起電導(dǎo)添加，然后導(dǎo)致熱擊穿；雪崩擊穿和場(chǎng)致發(fā)射擊穿；兩電極之間的引力，電化學(xué)衰變，枝狀結(jié)晶組織等原因?qū)е碌臋C(jī)電坍塌 等等。介質(zhì)擊穿導(dǎo)致絕緣體和南北極的擊毀，主要由于熔化和蒸騰和有時(shí)隨后發(fā)生熱逃逸。為把握鉭MIS（金屬-絕緣體-半導(dǎo)體）異晶結(jié)構(gòu)的更大都據(jù)和找到與介 質(zhì)擊穿之間的聯(lián)系，咱們研討在兩中形式下的電流/電壓依靠作業(yè)參數(shù)（在正常形式下，鉭電極被施加正偏壓；在相反形式下，鉭電極被施加負(fù)偏壓）。AVX代理商
擊穿擊毀不僅源于突發(fā)的擊穿狀況，而且由于隨后的電流流動(dòng)，然后使擊穿的來(lái)源和動(dòng)力難于解釋。
當(dāng)自愈狀況呈現(xiàn)時(shí)會(huì)呈現(xiàn)一些特殊現(xiàn)象。在某些 狀況中，薄弱點(diǎn)和體擊穿面積能夠削減。在試驗(yàn)室試驗(yàn)中，熱擊穿能夠被測(cè)量，而元件裝置不被毀壞；電擊穿能夠被觀測(cè)到，而只呈現(xiàn)最小的損壞。輔佐自愈進(jìn)程也 能夠被推導(dǎo)出；氧元素可從二氧化錳負(fù)極中釋放出來(lái)，允許鉭二氧化物的再生或消除電子陷阱（類似于陽(yáng)極化處理或鈍化進(jìn)程），使在介質(zhì)層中的薄弱點(diǎn)削減。
根據(jù)陳述，導(dǎo)電聚合物材料有兩種自愈途徑。第一個(gè)理論基于蒸騰進(jìn)程。聚合物的熔化和蒸騰溫度相當(dāng)?shù)汀Ｈ珉娏麇e(cuò)誤足以使聚合物加熱，則其可蒸騰和消除去其與該處的聯(lián)系。
自愈的第二個(gè)理論則以為當(dāng)導(dǎo)電聚合物在毛病處被加熱時(shí)，聚合物吸收氧元素，然后形成一個(gè)高電阻帽，封住了電流向該毛病處的通路，與二氧化錳 MnO2 的自愈方法大致相同。
介質(zhì)層的擊穿進(jìn)程并不十分確定。咱們的薄氧化膜試驗(yàn)表明電擊穿并不在施加電場(chǎng)的定義值準(zhǔn)確（高）時(shí)呈現(xiàn)。擊穿進(jìn)程是隨機(jī)進(jìn)程的結(jié)果，終究的擊穿個(gè)案，大都狀況下都為獨(dú)立事件。
片式鉭電容器最常用的電路是電源電路的前級(jí)濾波和輸出端的二級(jí)濾波.別的,也能夠并聯(lián)運(yùn)用在退藕電路以消除寄生電容造成的雜波干擾. 有時(shí)候,大容量的片式鉭電容器也能夠運(yùn)用在脈沖充放電電路中作為二級(jí)瞬時(shí)補(bǔ)償電源. 一些阻抗特別低的產(chǎn)品也能夠運(yùn)用在大規(guī)模集成電路的前級(jí)濾波上,以確保大規(guī)模集成電路運(yùn)用中不由于溝通紋波過(guò)高而發(fā)熱量太大死機(jī).
由于不同電路中的電路參數(shù)不同很大,不同規(guī)格的片式鉭電容器的參數(shù)指標(biāo)不同,因而,在電路規(guī)劃選型時(shí),有必要確保電路參數(shù)要求和電容器的參數(shù)配合合適.不然,徹底有可能呈現(xiàn)由于電容器參數(shù)和電路參數(shù)不匹配導(dǎo)致的失效和電路毛病.
最常見的運(yùn)用毛病如下;
1.作業(yè)頻率和電容器類型不配套;
在甚高頻電路,由于電路作業(yè)頻率高會(huì)導(dǎo)致電容器的感抗添加而容量下降,因而,有必要運(yùn)用感抗和阻抗ESR十分低的疊層陶瓷電容器[MLCC].相同,在中低頻率濾波電路運(yùn)用,就有必要運(yùn)用片式鉭電容器,由于MLCC在低頻率下濾波效果就很差. 合適的作業(yè)頻率和電容器阻抗及容量變化上存在如下數(shù)學(xué)聯(lián)系;
ESR=1/2πfc
ESR就是電容器的等效串聯(lián)電阻.
π圓周率3.14
f是電路作業(yè)頻率
C是電容器的容量
不同品種電容器的自有ESR不同十分大,根據(jù)上面的公式能夠推導(dǎo)出這樣的定論;不同品種的電容器由于ESR不同而適合于不同頻率的濾波電路.不單是體積和體積容量比大小的問(wèn)題.因而,您有必要根據(jù)電路中的需要過(guò)濾掉的紋波的頻率來(lái)挑選阻抗ESR在不同規(guī)模的電容器,容量挑選只考慮信號(hào)響應(yīng)速度的快慢要求即可.不然,濾波效果就不能到達(dá)規(guī)劃要求.
電容器的等效串聯(lián)電阻ESR和容量乃至電容器品種挑選不合適, 濾波效果就會(huì)很差,濾波后電路中就會(huì)仍然存在不同頻率的溝通雜波干擾信號(hào). 因而,運(yùn)用在濾波電路中的電容器,由于挑選了頻率特性不合適的電容器,濾波功能就不能到達(dá)要求.一句話;運(yùn)用在濾波電路中的電容器,有必要首要考慮電容器的頻率特性是否和電路中的需要過(guò)濾掉的溝通雜波頻率相符.由于運(yùn)用的電容器頻率特性不合適,濾波電路呈現(xiàn)毛病,實(shí)際上是一種低層次的技術(shù)失誤.這要求電路規(guī)劃者有必要對(duì)各類電子元件的不同參數(shù)特點(diǎn)有個(gè)底子的了解.千萬(wàn)不要在對(duì)此了解不行時(shí)試驗(yàn)性地完結(jié)電路規(guī)劃,到呈現(xiàn)問(wèn)題時(shí)再去找其它的原因.
2. 作業(yè)電壓和額外電壓份額挑選不合適;
許多電容器運(yùn)用者只是簡(jiǎn)略地根據(jù)用戶提供的運(yùn)用手冊(cè)說(shuō)明,把片式鉭電容器的運(yùn)用電壓規(guī)劃到額外電壓的50%,乃至到60-70%,當(dāng)呈現(xiàn)失效時(shí)簡(jiǎn)略地給電容器供貨商科罪. 殊不知,電容器生產(chǎn)商提供給你的運(yùn)用電壓挑選在50-70%是指每伏特電壓有3歐姆維護(hù)電阻的狀況下的運(yùn)用或試驗(yàn)條件. 關(guān)于片式鉭電容器運(yùn)用的濾波電路,由于回路電阻十分低[這是電源模塊的輸出功率和輸出紋波要求下有必要遵守的電路條件],在開機(jī)的瞬間由于場(chǎng)效應(yīng)現(xiàn)象,電路中會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)納秒級(jí)的電壓和電流脈沖.此脈沖對(duì)電路中的元件的可靠性損壞巨大;它瞬間就能夠?qū)е聦?shí)際加在電容器上的電壓和電流遠(yuǎn)超越容許值,因而,假如運(yùn)用在濾波電路中的電容器運(yùn)用電壓到達(dá)50%乃至更高,電容器的失功率就十分高.底子上是不可避免的. 此脈沖對(duì)電子元件損壞性最大的點(diǎn)還不只是發(fā)生在電容器上,更風(fēng)險(xiǎn)的是它會(huì)導(dǎo)致底子不能接受過(guò)高電壓和電流的大規(guī)模集成電路會(huì)瞬間焚毀.
運(yùn)用在此類電路的片式鉭電容器,為了避免瞬間過(guò)壓過(guò)流,有必要根據(jù)電源模塊的回路阻抗高低進(jìn)行大幅度降額,一般的要求是作業(yè)電壓有必要降額到額外電壓的1/3才能夠確保可靠性.
假如片式鉭電容器運(yùn)用在輸入電壓和電流安穩(wěn)的脈沖放電電路作為功率補(bǔ)償用,那么,運(yùn)用電壓就能夠到達(dá)額外電壓的50%,乃至60%都能夠安全運(yùn)用.可是,有必要注意電容器的電容量和需要的輸出功率之間的配合有必要足夠.不然會(huì)呈現(xiàn)掉電現(xiàn)象.
別的,運(yùn)用在此類電路的電容器上究竟能夠安全接受多高的峰值直流電流沖擊,有必要根據(jù)下式核算得出;
I=UR/1+ESR
I;電容器能夠接受的最大直溜電流
UR;電容器的額外電壓
1;電路中的回路電阻
ESR;該電容器的等效串聯(lián)電阻
從上式中能夠得出; 假如該電路運(yùn)用的電容器的容量偏低,阻抗偏大,會(huì)導(dǎo)致電容器在超越容許的大電流沖擊下發(fā)熱失效.
究竟該運(yùn)用多大容量的電容器,能夠參考我的別的一篇博文[輸出電流和容量匹配核算].
假如放電功率較大,放電頻率較高,那么需要降額的幅度更大.
此類電路中的失效問(wèn)題,例如開機(jī)時(shí)的爆破短路現(xiàn)象,大都都是由于電路規(guī)劃者不清楚濾波電路和放電電路的信號(hào)特點(diǎn)存在十分大的不同,因而,不分電路類型,通通規(guī)定降額多少的做法是十分缺少科學(xué)根據(jù)的自殺行為.
此類失效是最常見的低層次失效.
3.維護(hù)電路規(guī)劃上的缺憾導(dǎo)致的失效;
由于低阻抗電路在開機(jī)的瞬間會(huì)發(fā)生一個(gè)強(qiáng)度極高的脈沖,而且此脈沖十分簡(jiǎn)單導(dǎo)致電容器及集成電路和其它功率性器材瞬間失效,因而,最先進(jìn)的做法是在電路的輸入端加裝一個(gè)軟啟動(dòng)電路[也叫延時(shí)電路或維護(hù)電路],詳細(xì)的電路請(qǐng)參考我的博文[開關(guān)電路的可靠性維護(hù)規(guī)劃].
風(fēng)險(xiǎn)的是常常有人問(wèn)我,我的電路現(xiàn)已加裝了保險(xiǎn)絲,而且有過(guò)載維護(hù),為什么還呈現(xiàn)失效?
過(guò)載維護(hù)起效果的前提是電路中呈現(xiàn)短路現(xiàn)象,大電流發(fā)生現(xiàn)已到達(dá)秒極以上. 保險(xiǎn)絲的效果與此類同,只是一個(gè)能夠馬上手動(dòng)康復(fù),一個(gè)有必要替換.它們起效果的條件是電路中現(xiàn)已發(fā)生很大的電流而且相對(duì)時(shí)間較長(zhǎng),關(guān)于發(fā)生時(shí)間只是納秒級(jí)的脈沖,它們底子來(lái)不及起效果,脈沖就現(xiàn)已進(jìn)入后續(xù)電路.關(guān)于后續(xù)的控制電路中的元件的可靠性損壞底子不起任何維護(hù)效果.
因而,開關(guān)電源電路[簡(jiǎn)稱為低阻抗電路]的可靠性維護(hù)規(guī)劃有必要有規(guī)劃合適的軟啟動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn).沒有此電路的電容器和集成電路十分簡(jiǎn)單損壞,可靠性也低的多.
作為電路規(guī)劃者,此電路的規(guī)劃水平現(xiàn)已能夠體現(xiàn)出規(guī)劃者的規(guī)劃水平高低.由于它對(duì)電路的可靠性至關(guān)重要.
