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贴片钽电容失效原因分析

2022-06-14
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"贴片钽电容爆破一直是让研制人员最头疼的问题。特别是在开关电源行业,让一部份研制人员在电路规划时不敢运用贴片钽电容。其实只要咱们了解了贴片钽电容的特性,就能分分出贴片钽电容爆破的原因,一些总结有以下几点:

1、低阻抗高电压导致贴片钽电容爆破

在规划电子整机的电源部份时,咱们有些研制人员会把电容器并联运用在此类电路上,贴片钽电容一方面要对输入的信号进行滤波,另一方面又要依照必定的频率和功率进行放电。因为此类电路的回路阻抗非常低,以保证电源输出的功率。在每次开关机的瞬间,电路中会产生一个持续时间小于1微秒的高强度的尖峰脉冲,其脉冲电压值至少达到了贴片钽电容稳定输入值的3倍以上,电流可达到贴片钽电容稳态值的10倍以上。在这种持续时间极短,能量密度高的状况下,咱们的贴片钽电容就会被远远超越钽电容耐压值的脉冲电压给击穿,即便你运用的是KEMET、AVX钽电容状况也相同。

因而,在这类电路中选用的贴片钽电容其额外耐压值应该是该电路中稳定电压值的3倍。假如不分电路的回路阻抗类型,一概降额50%,在回路阻抗最低的DC-DC电路中,必定要考虑到电路阻抗值的凹凸和输入输出功率的巨细和电路中存在的沟通纹波值的凹凸。因为电路阻抗凹凸可以决议开关瞬间浪涌起伏的巨细。内阻越低的电路降额起伏就应该越多。关于降额起伏巨细。切不可一概而论。有必要经过准确的可靠性计算来确定降额起伏。


钽电容


2、在运用电压合适的状况下,电路峰值输出电流过大导致贴片钽电容爆破

在贴片钽电容器工作时可以安全接受的最大直流电流冲击I,与产品本身等效串联电阻ESR及额外电压UR可以用该公式计算:I=UR/1+ESR。
假如一只容量偏低的钽电容器运用在峰值输出电流很大的电路,这只产品就有或许因为电流过载而焚毁。这非常容易理解。

3、贴片钽电容等效串联电阻ESR过高和电路中沟通纹波过高导致爆破

当在过高沟通纹波的滤波电路中运用ESR过高的贴片钽电容器,即便运用的电压远低于使用的降额起伏,有时候,在开机的瞬间仍然会发生忽然的击穿现象;呈现此类问题的主要原因是电容器的ESR和电路中的沟通纹波巨细严重不匹配。钽电容器是极性元气件,在经过沟通纹波时会发热,而不同壳号巨细的产品可以保持热平衡的允许发热量不同。因为不同容量的产品的ESR值相差较高,因而,不同标准的贴片钽电容器可以安全耐受的沟通纹波值也相差很大,因而,假如某电路中存在的沟通纹波超越运用的贴片钽电容可以安全接受的沟通纹波值,产品就会呈现热致击穿的现象。同样,假如电路中的沟通纹波必定,而选择的贴片钽电容器的实践ESR值过高,产品也会呈现相同的现象。
一般来说,在滤波和大功率充放电电路中,有必要运用ESR值尽或许低的贴片钽电容器。关于电路中存在的沟通纹波过高而导致的电容器失效问题,很多电路规划师都疏忽其危害性或知道不够。只是简略确定贴片钽电容的质量存在问题。这种现像在业界非常常见。


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