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經(jīng)常碰到很多客戶(hù)討論鉭電容爆炸問(wèn)題，特別在開(kāi)關(guān)電源、LED電源等行業(yè)，鉭電容燒毀或爆炸是令研發(fā)技術(shù)人員最頭痛的，讓他們百思不得其解。正因?yàn)殂g電容失效模式的危險(xiǎn)性，讓很多研發(fā)技術(shù)人員都不敢再使用鉭電容了，其實(shí)如果我們能夠全面的了解鉭電容的特性，找到鉭電容失效（表現(xiàn)形式為燒毀或爆炸）的原因，鉭電容并沒(méi)有那么可怕。畢竟鉭電容的好處是顯而易見(jiàn)的。
1. 低阻抗電路使用電壓過(guò)高導(dǎo)致的失效;
對(duì)于鉭電容器使用的電路,只有兩種;有電阻保護(hù)的電路和沒(méi)有電阻保護(hù)的低阻抗電路. 對(duì)于有電阻保護(hù)的電路,由于電阻會(huì)起到降壓和抑制大電流通過(guò)的效果,因此,使用電壓可以達(dá)到鉭電容器額定電壓的60%. 沒(méi)有電阻保護(hù)的電路有兩種; 一;前級(jí)輸入已經(jīng)經(jīng)過(guò)整流和濾波,輸出穩(wěn)定的充放電電路.在此類(lèi)電路,電容器被當(dāng)作放電電源來(lái)使用,由于輸入?yún)?shù)穩(wěn)定沒(méi)有浪涌,因此,盡管是低阻抗電路,可安全使用的電壓仍然可以達(dá)到額定電壓的50%都可以保證相當(dāng)高的可靠性. 二;電子整機(jī)的電源部分; 電容器并聯(lián)使用在此類(lèi)電路, 除了要求對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行濾波外,往往同時(shí)還兼有按照一定頻率和功率進(jìn)行放電的要求. 因?yàn)槭请娫措娐?因此,此類(lèi)電路的回路阻抗非常低,以保證電源的輸出功率密度足夠. 在此類(lèi)開(kāi)關(guān)電源電路中[也叫DC-DC電路], 在每次開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)的瞬間,電路中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)時(shí)間小于1微秒的高強(qiáng)度尖峰脈沖,其脈沖電壓值至少可以達(dá)到穩(wěn)定的輸入值的3倍以上,電流可以達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的10倍以上,由于持續(xù)時(shí)間極短,因此,其單位時(shí)間內(nèi)的能量密度非常高, 如果電容器的使用電壓偏高,此時(shí)實(shí)際加在產(chǎn)品上的脈沖電壓就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)產(chǎn)品的額定值而被擊穿. 因此,使用在此類(lèi)電路中的鉭電解電容器容許的使用電壓不能超過(guò)額定值的1/3. 如果不分電路的回路阻抗類(lèi)型,一概降額50%, 在回路阻抗最低的DC-DC電路,一開(kāi)機(jī)就有可能瞬間出現(xiàn)擊穿短路或爆炸現(xiàn)象.在此類(lèi)電路中使用的電容器應(yīng)該降額多少,一定要考慮到電路阻抗值的高低和輸入輸出功率的大小和電路中存在的交流紋波值的高低.因?yàn)殡娐纷杩垢叩涂梢詻Q定開(kāi)關(guān)瞬間浪涌幅度的大小。內(nèi)阻越低的電路降額幅度就應(yīng)該越多。對(duì)于降額幅度大小,切不可一概而論. 必須經(jīng)過(guò)精確的可靠性計(jì)算來(lái)確定降額幅度.
3. 鉭電容器等效串聯(lián)電阻ESR過(guò)高和電路中交流紋波過(guò)高導(dǎo)致的失效
當(dāng)某只ESR過(guò)高的鉭電容器使用在存在過(guò)高交流紋波的濾波電路,即使是使用電壓遠(yuǎn)低于應(yīng)該的降額幅度, 有時(shí)候,在開(kāi)機(jī)的瞬間仍然會(huì)發(fā)生突然的擊穿現(xiàn)象; 出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題的主要原因是電容器的ESR和電路中的交流紋波大小嚴(yán)重不匹配. 電容器是極性元?dú)饧?在通過(guò)交流紋波時(shí)會(huì)發(fā)熱,而不同殼號(hào)大小的產(chǎn)品能夠維持熱平衡的容許發(fā)熱量不同.由于不同容量的產(chǎn)品的ESR值相差較高,因此,不同規(guī)格的鉭電容器能夠安全耐受的交流紋波值也相差很大, 因此,如果某電路中存在的交流紋波超過(guò)使用的電容器可以安全承受的交流紋波值,產(chǎn)品就會(huì)出現(xiàn)熱致?lián)舸┑默F(xiàn)象.同樣,如果電路中的交流紋波一定,而選擇的鉭電容器的實(shí)際ESR值過(guò)高,產(chǎn)品也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象.
一般來(lái)說(shuō),在濾波和大功率充放電電路,必須使用ESR值盡可能低的鉭電容器. 對(duì)于電路中存在的交流紋波過(guò)高而導(dǎo)致的電容器失效問(wèn)題,很多電路設(shè)計(jì)師都忽略其危害性或認(rèn)識(shí)不夠. 只是簡(jiǎn)單認(rèn)定電容器質(zhì)量存在問(wèn)題. 此現(xiàn)象很多.