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1、片式钽电容使用方法一、钽电容介绍 钽电容是由稀有金属钽加工而成，先把钽磨成微细粉，再与其它的介质一起经烧结而 成。目前的工艺有干粉成型法和湿粉成型法两种。钽电容由于金属钽的固有本性，具有 稳定好、不随环境的变化而改变、能做到容值很大等特点，在某些方面具有陶瓷电容不 可比较的一些特性，因此在很多无法使用陶瓷电容的电路上钽电容被广泛采用。 目前全球主要有以下几个品牌的钽电容：AVX 、KEMET 、VISHAY 、NEC ，其中 AVX 和VISHAY 的产量最大，而且质量最好。二、选择考虑因素 1、温度 温度影响： A）电容量 介电常数的变化引起 导体面积或间距变化引起 B）漏电流 : 通过阻抗
2、变化影响 C）高温击穿电压和频率对发热的影响 D）额定电流，当发热产生影响时 E）电解液从密封处泄漏 2、湿度 湿度影响： A）漏电流 B ） 击穿电压 C ） 对功率因数或品质因数的影响 3、低气压 低气压影响： A） 击穿电压 B ）电解液从密封处泄漏 4、外加电压 外加电压影响： A）漏电流 B ） 发热及伴随的影响 C ）介质击穿：频率影响 D）电晕 E ） 对外壳或底座的绝缘 5、振动 振动影响： A）机械振动引起的电容量变化 B) 电容器芯子、引出端或外壳发生机械变形 6、电流 电流影响： A）对电容器的内部升温和寿命的影响 B ）导体某发热点的载流能力 7、寿命 所有环境和电路条
3、件对其都有影响。 8 稳定性 所有环境和电路条件对其都有影响。 9 恢复性能 电容量变化后，能否恢复到初始条件。 10 尺寸、体积和安装方法 在机械应力下，当产品安装固定不当时，容易导致引线承受较大应力或共振，严重时会产生引线断裂待现象。 三、在选择和使用电容器时应考虑下列内容： A）电路设计者为了设计出能在要求的时间内满意工作的电路，所使用的电容量允许偏差必须考虑： 符合规范规定的允许偏差： 电容量 - 温度特性变化；恢复特性； 电容量 - 频率特性； 介质吸收； 电容量与压力、振动和冲击的关系； 电容量在电路中的老化和贮存条件。 B） 需考虑电容器引出端和外壳之间的电容量，如果此电容量会产
4、生杂散电容和漏电流。 C） 可以用多种电容器组合获得要求的电容量，从而补偿电容量- 温度特性等。 D）施加于电容器的峰值电压不能超过相应规范规定的额定值。通常，相同的峰值电压可能由于以下条件而降低： 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 老化；温升；介质区域增大；外加电压频率较高； 潮气进入电容器。 需要强调的一点是，不要忽视电容器在应用中的短时瞬态电压。 E） 当电容器在高于地电位的高压下工作时，并且对绝缘采用附加绝
5、缘时，电容器的一个引出端要接在外壳上， 因为电压分配取决于电容器芯子和外壳之间的电容量、以及外壳和底盘之间的电容量。 F） 必须根据电路的时间常数考虑充电和放电的峰值电流。 G) 必须考虑内部发热和环境温度。 H） 必须考虑湿度、压力、腐蚀性大、霉菌、振动和冲击等环境因素影响。 I ） 必须考虑绝缘电阻 ，尤其是在高温下的绝缘电阻。 J）在直流电路中串联工作时，必须考虑使用平衡电阻器。 K）大容量电容的有效电感 量可以并联小电容器来降低。 L ） 因为电容器具有电感，因此并联在电路中每一次工作或瞬时工作时可能产生瞬时振荡。 M）电接触不良在低压下可能开路或产生噪声。 N）电容器内储存的能量对人
6、和设备 有危险，对此应采取适当防范措施。 O） 充满液体的电容器不能被倒置，因其会导致内部电晕。 P） 非气密封电容器可能因“呼吸”过程中受潮。 四、关于反向电压 钽电容 器介质氧化膜具有单向导电性和整流特性，当施加反向电压时，就会有很大的电流通过，甚至造成短路而失效。因此，使用中应严格控制反向电压。 4.1 固体电解电容，一般不允许加反向电压，并且不可长期在纯交流电路中使用。若在不得已的情况下，允许在短时间内施加小量的反向电压，其值为：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）。 如果将电容器长期使用
7、在有反向电压的电路中时，请选用 双极性钽电容器，但也只能在极性变换而频率不太高的直流或脉动电路中使用。 4.2 原则上 禁止使用万用表欧姆挡对有钽电容器的电路或电容器本身进行不分极性的测试（容易施加反向电压）。4.3 在测量使用过程中，如不慎对钽电容器施加了超过规定的反向电压则该电容器应报废处理，即使其各项电 参数 仍然合格， 因为产品由反向电压造成的质量隐患有一定的潜伏期，在当时并不一定能表现出来。4.4 产品额定电压（ UR ）是指在额定温度85下施加在电容器上的最高工作电压。若超过额定电压使用，则超过了介质氧化膜Ta2O5 的抗电强度，将导致产品性能劣化，严重时甚至产生介质击穿、失效。所
8、以在电路设计中，一般都采用了降额设计。 当环境温度不大于85时，建议一般降额至65%UR 以下， 当环境温度大于85时，建议使用电压设定在额定电压的1/3 以下。五、关于纹波电流 钽电容器在线路设计中当施加超过钽电容器所能承受的纹波电压、纹波电流时会导致产品失效。 5.1 纹波电流 直流偏压与交流正峰值之和不得超过电容器的额定电压. 交流负峰值与直流偏压之和不得超过电容器所允许的反向电压值 . 纹波电流流经电容器产生有功功率损耗, 导致产品自身温度增加致使热击穿概率增大, 有必要在电路中对纹波电流或是器允许功率损耗进行限制(钽电容器不应长期使用于交流分量较大或交流电路中 ) 功率损耗 (P 有
9、) 与纹波电流 (Irms) 的关系由下式表示 : P有=V - I 漏+I2 rms R I2 rms .Rs 其中:V -: 直流偏压（ V）；I漏：漏电流（ A）；Rs：等效串联电阻（）；I rms ：纹波电流（ mA ） 由上式可以看出：当Rs 增大或当I rms 增大时，功率损耗增大。因此，在高频线路中要求通过钽电解电容器 的纹波电流小和选用等效串联电阻小的钽电解电容器。各种非固体钽电容器按壳号允许最大纹波电流有效值（ +85 40KHZ 0.66UR）。 六、片式钽电容器，无论是手工焊还是再流焊，都应避免使用活性高、酸性强的助焊剂，以免清洗不干净后渗透、腐蚀和扩散，进而影响其可靠性
10、。建议用免清洗助焊剂。若要清洗，建议使用溶剂：异丙醇，时间应不超过5 分钟；建议不要用超声波清洗。 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 七、钽电容失效举例对于有极性的钽电容器来说，人们最容易想到的是极性接反引起的击穿失效。通过多次分析实例来看，这种失效原因在实际工作中出现的可能性较小，常常出现的是一种较为隐蔽的原因所导致的失效焊接温度高、焊接持续时间长。测试发现，电容器正负极间已经短波，其阻值约为0.1 ? 。与原始
11、失效现象一致。采用BT1505型 X 光机透视观察， 看到电容器内部阳极一端空腔内有一块较大的多余物。将电容器振动后在X 光机下换不同角度的观察，发现多余物可以移动。然后分别将电容器进行摇晃、振动、翻转，重新测试，电容器时而短路，时而正常。证实电容器失效确是因内部多余物引起时断时通。仔细进行解剖分析，剥除电容器阴极金属外壳，暴露出阳极内芯，取出内部多余物，在显微镜下检查，此多余物为焊锡，如图3 所示。取出电容器腔体内的多余焊锡后，用数字电桥测试仪测试电容值，结果正常，100Hz 条件下为100.8 f,1kHz 条件下为99.5 f。该钽电容器因腔体内部有焊锡多余物，在振动试验中引起短路失效，
12、产生多余物的原因是焊接不当，如铬铁温度高， 持续时间长， 引起电容器内钽丝与阳极引线熔焊的焊锡受热后流出所致。因此我们建设： （1）在焊接器电容器的过程中应尽量缩短焊接时间，以免使电容器内焊锡熔化变为多余物，引起短路失效； （2）进行 X 射线透视观察，淘汰有多余物的电容器。八、 AVX 电容真假判别方法钽电容常用的有 A VX KEMET（基美） NEC VISHAY（威士） NICHICON（(尼吉康）市场上面份额（深圳市场） AVXKEMETNECVISHAYNICHICON，所以就市场上面来说AVX 的假货也是最多的！其他的基本来说还是比较少点！所以识别假货来说一般也是比较重要的！原装
13、AVX 可以从三方面去识别：1.焊脚，原装AVX 焊脚正极跟负极不一样，正极的为U 型号的，也就是凹进去的，而不是跟负极一样是平的。2，大家可以去撕下AVX 的标签， 原装的可以轻松撕下来，标签绝对没有问题（我在公司不知道撕了多少，绝对不烂），假货一般标签自己打上去的，用的纸张也是一般的，所以贴上去基本撕不下来，撕起来很容易撕坏。3，大家可以把AVX 的货拆开，看看里面的编带，编带上面大概每间隔25CM 有打 AVX 的字样，假货编带一般没有打AVX 字。其实留心下钽电容真假还是比较好看的，我在论坛里面看到个关于钽电容的帖子，一个工程师问100UF 25V的钽电容为什么上12V 的电压基本一充
14、电就爆，下面我看也回答了好多楼，大家都在分析问题，做钽电容的相信一看就知道问题出哪里了，很明显，这颗料是假货！不论是AVX KEMET NEC VISHAY，你可以去看看原厂的产品规格书，只有AVX100UF 可以做到25V，其他的做多只可以做到 20V 电压，所以这类原厂跟本就没有做到的料市场上面怎么会有，很明显，可能是16V 或者 20V重新打磨扫描上去25V 的，实际电压跟本作不到这么多。1000UF 6.3V这料也只AVX 可用做，其他品牌都只能做到4V，所以这种看看规格书就可以解决了。市面上的假货也分好多种，一般来说可以分这么几种：1.国产钽电容改AVX ，这种用国产钽电容打磨掉上面
15、的字，直接用激光扫描上去新的字，把子打成AVX的样子， 这种基本看下焊脚可以看出来，国产的焊脚正负极是一样的！这种来说一般比较假！容易出问题！2.KEMET改 AVX ，同样是打磨掉上面的字重新扫面上去，这种也是看看焊脚就可以看出来，KEMET的焊脚也是一样的！这种假得比较真，不会出问题，譬如说同是 47UF 16V 的料，用KEMET 改成 AVX ，容值电压都没问题，用起来也没问题，为什么这么改？KEMET 这料只要0.5 元，改称AVX 后身价就到了0.65 元了，这种改我觉得还是比较仁慈的。3，年份这个东西改改问题也比较大，人家06 年的沉货换个09 年的标贴上去就变成09 年新货的价格了！这种 VISHAY 好认点，钽电容上面基本有标年份，譬如说WD 代表 08 年。 钽电容的电压一般都有要求降半使用 ，耐压 10V 的钽电容， PCB 上电压正能是5V，这是因为钽电容的抗浪涌能力很弱。 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -