鉭電容的三宗罪

引言

看到某某的電容爆炸了，我也想就一些問題給予一些補(bǔ)充，因?yàn)檫@玩意是很危險(xiǎn)的，先上圖一張。這是在網(wǎng)上收集到的恐怖的一幕，鉭電容爆炸了，它會(huì)發(fā)明火，所以很多廠家都不用了。

罪狀一.固鉭因“不斷擊穿”又“不斷自愈”問題產(chǎn)生失效。

在正常使用一段時(shí)間后常發(fā)生固鉭密封口的焊錫融化，或見到炸開，焊錫亂飛到線路板上。分析原因是其工 作時(shí)“擊穿”又“自愈”，在反復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)致漏電流增加。這種短時(shí)間(ns～ms)的局部短路，又通過“自愈”后恢復(fù)工作。

關(guān)于“自愈”。理想的Ta2O5 介質(zhì)氧化膜是連續(xù)性的和一致性的。加上電壓或高溫下工作時(shí)，由于TA+離子疵點(diǎn)的存在，導(dǎo)致缺陷微區(qū)的漏電流增加，溫度可達(dá)到500℃～1000℃ 以上。這樣高的溫度使MnO2還原成低價(jià)的Mn3O4。有人測(cè)試出Mn3O4的電阻率要比MnO2高4～5個(gè)數(shù)量級(jí)。與Ta2O5介質(zhì)氧化膜相緊密接觸的 Mn3O4就起到電隔離作用，防止Ta2O5介質(zhì)氧化膜進(jìn)一步破壞，這就是固鉭的局部“自愈了”。但是，很可能在緊接著的再一次“擊穿”的電壓會(huì)比前一次 的“擊穿”電壓要低一些。在每次擊穿之后，其漏電流將有所增加，而且這種擊穿電源可能產(chǎn)生達(dá)到安培級(jí)的電流。同時(shí)電容器本身的儲(chǔ)存的能量也很大，導(dǎo)致電容 器永久失效。

罪狀二.固鉭有“熱致失效”問題

固鉭的Ta2O5介質(zhì)氧化膜有單向?qū)щ娦阅?，?dāng)有充放大電流通過Ta2O5介質(zhì)氧化膜，會(huì)引 起發(fā)熱失效。無(wú)充放大電流時(shí)，介質(zhì)氧化薄相當(dāng)穩(wěn)定，微觀其離子排列不規(guī)則、無(wú)序的，稱作無(wú)定形結(jié)構(gòu)。目測(cè)呈現(xiàn)的顏色 是五彩干涉色。當(dāng)無(wú)定形結(jié)構(gòu)向定形結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)化，逐步變?yōu)橛行蚺帕校Q之微“晶化”，目測(cè)呈現(xiàn)的顏色不再是五彩干涉色，而是無(wú)光澤、較暗的顏色。 Ta2O5介質(zhì)氧化薄膜的“晶化”疏散的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致鉭電容器性能惡化直至擊穿失效。

罪狀三.固鉭有“場(chǎng)致失效”問題(dV/dT)

固鉭加上高的電壓，內(nèi)部形成高的電場(chǎng)，易于局部擊穿。

擊 穿事故發(fā)生率隨時(shí)間減低到一個(gè)穩(wěn)定值。當(dāng)擊穿電壓被接近時(shí)，擊穿發(fā)生率增加。隨著電壓的增長(zhǎng)，裝置因在某個(gè)疵點(diǎn)發(fā)生的熱逃逸而發(fā)生故障的機(jī)率也增加。擊穿 電壓依賴于脈沖的持續(xù)。在某些實(shí)驗(yàn)中，可以看到擊穿電壓隨著脈沖長(zhǎng)度的增加而降低。該過程不是十分確定的;擊穿以不定時(shí)間間隔出現(xiàn)在不定位置。在反模式 下，電擊穿是由于焦耳熱產(chǎn)生的熱擊穿的最終狀態(tài)

電容如果選擇不當(dāng)?shù)脑?，?dāng)電容失效后就會(huì)短路，一般的話，有兩個(gè)可以考慮，作為生產(chǎn)廠商，如果一定要失效之 后是開路狀態(tài)的話，可以考慮內(nèi)部有保險(xiǎn)絲的系列，通過的電壓和電流都是有膽電容內(nèi)部的保險(xiǎn)絲所決定的。所以它失效后會(huì)是一個(gè)開路的模式，還有客戶在選型的 時(shí)候，一定要考慮到足夠多的余量在里邊，如果在正常的工作電壓使用的情況下是非常的可靠的。

鉭電壓在工業(yè)電子，汽車電子，至少需要降額50%使用。

另外潮濕也會(huì)對(duì)電容的ESR起到很大的變化。

變化測(cè)試：

其機(jī)理如下圖所示：

一句話：慎重使用鉭電容。