選擇和使用鉭電解電容器需要注意哪些方面

2022-08-02 10:03:04 字數 5228 閱讀 1569

1、選擇考慮因素

設計師針對某個特定用途在選擇電容器型別時,必須考慮眾多因素。選擇時,一般優先考慮應用需求的最重要特性,然後選擇和協調其他特性。幾個最重要因素如下,並給出列為最重要因素的原因。

1.1 溫度

溫度影響:

a)電容量介電常數的變化引起導體面積或間距變化引起

b)漏電流:通過阻抗變化影響

c)高溫擊穿電壓和頻率對發熱的影響

d)額定電流,當發熱產生影響時

e)電解液從密封處洩漏

1.2 濕度

濕度影響:a)漏電流 b) 擊穿電壓 c) 對功率因數或品質因數的影響

1.3 低氣壓

低氣壓影響:a) 擊穿電壓 b)電解液從密封處洩漏

1.4 外加電壓

外加電壓影響:a)漏電流 b) 發熱及伴隨的影響 c)介質擊穿:頻率影響 d)電暈 e) 對外殼或底座的絕緣

1.5 振動

振動影響:a)機械振動引起的電容量變化 b)電容器芯子、引出端或外殼發生機械變形

1.6 電流

電流影響:a)對電容器的內部公升溫和壽命的影響 b)導體某發熱點的載流能力

1.7 壽命

所有環境和電路條件對其都有影響。

1.8 穩定性

所有環境和電路條件對其都有影響。

1.9 恢復效能

電容量變化後,能否恢復到初始條件。

1.10 尺寸、體積和安裝方法

在機械應力下,當產品安裝固定不當時,容易導致引線承受較大應力或共振,嚴重時會產生引線斷裂待現象。

2 、在選擇和使用電容器時應考慮下列內容:

a)電路設計者為了設計出能在要求的時間內滿意工作的電路,所使用的電容量允許偏差必須考慮:

符合規範規定的允許偏差: 電容量 --溫度特性變化;恢復特性; 電容量 --頻率特性;

介質吸收; 電容量與壓力、振動和衝擊的關係; 電容量在電路中的老化和貯存條件。

?b) 需考慮電容器引出端和外殼之間的電容量,如果此電容量會產生雜散電容和漏電流。

c) 可以用多種電容器組合獲得要求的電容量,從而補償電容量--溫度特性等。

d)施加於電容器的峰值電壓不能超過相應規範規定的額定值。通常,相同的峰值電壓可能由於以下條件而降低:

老化;溫公升;介質區域增大;外加電壓頻率較高; 潮氣進入電容器。

需要強調的一點是,不要忽視電容器在應用中的短時瞬態電壓。

e) 當電容器在高於地電位的高壓下工作時,並且對絕緣採用附加絕緣時,電容器的乙個引出端要接在外殼上,

因為電壓分配取決於電容器芯子和外殼之間的電容量、以及外殼和底盤之間的電容量。

f) 必須根據電路的時間常數考慮充電和放電的峰值電流。

g) 必須考慮內部發熱和環境溫度h) 必須考慮濕度、壓力、腐蝕性大、黴菌、振動和衝擊等環境因素影響。

i) 必須考慮絕緣電阻,尤其是在高溫下的絕緣電阻。

j)在直流電路中串聯工作時,必須考慮使用平衡電阻器。

k)大容量電容的有效電感量可以併聯小電容器來降低。

l) 因為電容器具有電感,因此併聯在電路中每一次工作或瞬時工作時可能產生瞬時振盪。

m)電接觸不良在低壓下可能開路或產生雜訊。

n)電容器內儲存的能量對人和裝置有危險,對此應採取適當防範措施。

o) 充滿液體的電容器不能被倒置,因其會導致內部電暈。

p) 非氣密封電容器可能因「呼吸」過程中受潮。

3 、關於反向電壓鉭電容器介質氧化膜具有單向導電性和整流特性,當施加反向電壓時,就會有很大的電流通過,甚至造成短路而失效。因此,使用中應嚴格控制反向電壓。

3.1 固體電解質極性鉭電容量一般不允許加反向電壓,並且不可長期在純交流電路中使用。若在不得已的情況下,允許在短時間內施加小量的反向電壓,其值為:

25℃以下:≤ 10%ur 或1v(取小者);85℃下;≤ 5%ur 或0.5v(取小者);125℃下;≤ 1%ur 或0.

1v(取小者)。

如果將電容器長期使用在有反向電壓的電路中時,請選用雙極性鉭電容器,但也只能在極性變換而頻率不太高的直流或脈動電路中使用。

3.2 非固體電解質鉭電容器銀外殼非固體電解質鉭電容器不能承受任何反向電壓。cak38 、cak39 型全鉭電容器能承受3v反向電壓。

thc 型、tvc 型非固體電解質鉭電容器不能承受任何反向電壓。

3.3 原則上禁止使用三向電表阻擋對有鉭電容器的電路或電容器本身進行不分極性的測試(容易施加反向電壓)。

3.4 在測量使用過程中,如不慎對液體鉭電容器施加了反向電壓或對固體鉭電容器施加了超過規定的反向電壓,則該電容器應報廢處理,即使其各項電引數仍然合格,因為產品由反向電壓造成的質量隱患有一定的潛伏期,在當時並不一定能表現出來。

4、關於紋波電流鉭電容器**路設計中當施加超過鉭電容器所能承受的紋波電壓、紋波電流時會導致產品失效。

4.1 紋波電流直流偏壓與交流壓峰之和不得超過電容器的額定電壓.交流負峰值與直流偏壓之和不得超過電容

容器所允許的反向電壓值.紋波電流流經電容器產生有功功率損耗, 導致產品自身溫度增加致使熱擊穿概率增大,有必要在電路中對紋波電流或是器允許功率損耗進行限制(鉭電容器不應長期使用於交流分量較大或交流電路中)功率損耗(p有)與紋波電流(irms) 的關係由下式表示:

p有=v -·i漏+i2 rms ·r ≈ i2 rms .rs

其中:v -:直流偏壓(v);i漏:漏電流(μ a);rs:等效串聯電阻(ω);i rms :紋波電流(ma)

由上式可以看出:當rs增大或當i rms 增大時,功率損耗增大。因此,在高頻線路中要求通過鉭電解電容器的紋波電流小和選用等效串聯電阻小的鉭電解電容器。

各種非固體鉭電容器按殼號允許最大紋波電流有效值(+85℃ 40khz0.66ur), 在不同使用電壓、頻率下紋波電流係數4.2 產品額定電壓(ur)是指在額定溫度85℃下施加在電容器上的最高工作電壓。

若超過額定電壓使用,則超過了介質氧化膜ta2o5 的抗電強度,將導致產品效能劣化,嚴重時甚至產生介質擊穿、失效。所以在電路設計中,一?般都採用了降額設計。

當環境溫度不大於85℃時,降額的基準為額定電壓;

當環境溫度大於85℃時,降額的基準為類別電壓約為額定電壓的0.65倍;若是低阻抗電路,建議使用電壓設定在額定電壓的1/3 以下。工作電壓隨溫度變化的關係。

4.3 電容器在低阻抗電路中併聯使用時,將增加直流浪湧電流或大電流衝擊失效的危險,同時應注意併聯電容器中貯存的電荷通過其它電容器放電。

4.4 鉭電器在電路中,應控制瞬間大電流對電容器的衝擊。建議串聯電阻以緩解這種衝擊,推薦串聯電阻r> 3ω /v,以限制電流在300ma 以下;當串聯電阻小於3ω/v時,則應考慮進一步的降額設計,否則產品可靠性將相應降低(如果將電路電阻從3ω /v降到≤ 0.

1ω /v,則失效率提高約10倍)。當電容器用於紋波電路時,降額係數至少應為0.5。

選用高頻鉭電容器時,限流串聯電阻阻值可適當降低(建議r> 2ω /v)。

4.5 電容器在出廠前都進行了可焊性檢測,不存在可焊性問題,上機前不需要進行浸錫預處理。如果必要時(如貯存兩年以上,或受潮,或受酸氣汙染等)可作浸錫處理。

全密封固體鉭電容器無論是焊接,還是浸錫處理,處理距離都應控制在技術規範規定的離封口錫包的3.2mm 處外,溫度不高於260℃,時間不小於5秒。因為全密封固體鉭電容器的密封材料是焊錫(我廠使用封口焊錫為hisnpb58-2 ,熔點為235℃),如果時間過長, 溫度過高,或焊接距離本體太近<3.

2mm ,都有可能造成封口錫包熔化,導致電容器受潮、不密封

,影響電效能和可靠性;嚴重時,電容器受熱後內部產生負壓,把封口處焊錫吸入內部,造成腔內有多餘物並短路。進行浸錫處理後的鉭電容器,最好在額定電壓、85℃下老化4~8h,然後進行電效能測量(雙極性產品應每小時換向一次,漏電流量也應兩個方向分別測量)。

4.6 鉭電容器一般可貯存14年以上(可焊接除外),但貯存2年以上或進行浸錫處理的鉭電容器,在使用前最好施加額定電壓、電源內阻不大於3ω(非固體鉭需通過乙個1100ω(最大)的電阻器)85℃老化4~8小時,並進行電效能測量(雙極性產品應每小時換向一次,漏電流測量也應兩個方向分別測量)。

4.7 電路的開或關,都會產生過渡狀態下的瞬時電壓,一般其值要大於工作電壓,而且產生相應衝擊電流。如果電源和負載的電阻均較小,這樣瞬時電流值相當大,容易引起電解電容器氧化膜的損傷,特別固體鉭電容器更為嚴重。

因為固體鉭電容器不耐大的衝擊電流,容易在氧化膜的薄弱區域發熱促使氧化膜晶化提早發生,並降低耐壓能力。所以為提高使用壽命, 電容器應避免發生頻繁的充、放電。

4.8 產品應避免超溫使用。超溫下會使材料的效能發生改變,因產品用的各種材料熱膨脹係數不同,可能產生內部應力而使產品失效;產品在高溫下長時間貯存,產品可能產生內部應力導致失效。

因此,產品必須在標準規定的溫度範圍內使用。

4.9 鉭電容器的失效率是對直流額定值而言(85℃、額定電壓),並且因使用條件(環境溫度、施加電壓、電路電阻等)的不同而不同。在實際電路中,往往存在電壓或電流的峰值衝擊及紋波電流,或其它意外電衝擊,所以實際使用中降低額設計是必要的。

建議一般降額至65%ur以下,這樣才能保證產品及線路的完全性。當環境溫度大於85℃時,應考慮第3條降額基準下的降額。

4.10 非固體電解質鉭電容器在用溼ph試紙檢漏前應充分放電,否則將會因電容器放電不完全使試紙與電容器陽極接觸處呈紅色(陽極的正電荷使試紙水中的oh失去電荷,水中的h+過剩所致);試紙與電容器陰極接觸處呈蘭色(是水中的h+得到電子而使oh-過剩所致的虛假現象),導致電容器被誤判為漏酸。

4.11 片式鉭電容器,無論是手工焊還是再流焊,都應避免使用活性高、酸性強的助焊劑,以免清洗不乾淨後滲透、腐蝕和擴散,進而影響其可靠性。建議用免清洗助焊劑。

若要清洗,建議使用溶劑:異丙醇,時間應不超過5分鐘;建議不要用超聲波清洗。

4.12 鉭電容器的引線(包括片式鉭電容器引出端),在測量、使用過程中應

注意避免赤手直接接觸,以免汗漬、油漬等汙染引起可焊性不良。

4.13 產品標誌符號說明有可靠性指標的產品(以cak35-m型產品為例)

4.14 推薦的鉭電容器安裝方法鉭電容器若安裝固定不當或固定效果差,都容易使整機在機械應力(振動、衝擊)作用下,導致鉭電容器引線承鉭電解電容器應用指導受絕大部分機械應力或共振,最終導致其斷裂,產品失效。

(1)軸向引出鉭電解電容器

a軸向引出產品的母體必須與線路板緊配合,盡量無縫隙,然後用膠或樹脂固定,否則機械應力產生共振導致引線斷裂失效。

b引線彎折處離本或(焊點)6mm以上,並有r(r至少為線徑的2倍),彎折處不能有傷痕。

c大殼號產品,由於本體重,在振動環境中,引線無法承受全部應力。安裝時本體必須加固,否則機械應力易振斷引線失效,推薦的緊韌體。

(2)單向引出鉭電解電容器(如gca41、gca44型)

(3)在不影響整體線路設計的前堤下,建議線路板上安裝的元器件勻分布;若分布的元器件一邊輕,一邊重,整機做機械試驗容易產生共振而易導致產品引線斷裂失效。

鋁電解電容器使用須知

許多主機板廠家出於種種考慮,在主機板上預先安置了一些去耦電容的空位,但沒有焊電容。例如tx97 e主機板,168線記憶體插槽和72線記憶體插槽邊上分別有兩個未焊電容的空位,分別用於焊接3.3v和5v電源去耦電容。超頻使用時最好補上這些電容,電容可選耐壓16v以上 470 f或者1000 f的優質電容...

鋁電解電容器檢驗標準

企業標準 2010 07 05 發布 2010 07 10 實施發布前 言為了提高公司產品質量對 商提供的鋁電解電容器加強質量檢查特制訂鋁電解電容器檢驗 標準該項企業標準供檢驗人員作為鋁電解電容器來料的驗收標準也同時供科技人員參考 本標準由零件質檢部提出 本標準由智慧型儀表研究所負責起草 本標準由智...

電解電容器的耐壓測試方法

2 選擇合適的測試電流。測試電流應根據電容容量來選擇,容量越大測試電流也越大。對於4700 f以上的電容,可選擇大於10ma的測試電流 對於1000 4700 f的電,容,可選擇5ma左右的測試電流 對於10 f以下的電容,可選擇0.2 1ma的測試電流。3 紅色鱷魚夾接電容正極,黑色鱷魚夾接電容負...