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电容器知识帖(四)

发表时间:2018年2月3日 作者:管理员 类目:电解电容 浏览:1008
   

铝电解电容的失效分析

 
铝电解电容是电容中非常常见的一种。铝电解电容用途广泛:滤波作用;旁路作用;耦合作用;冲击波吸收;杂音消除;移相;降压等等。对于铝电解电容,常见的电性能测试包括:电容量,损耗角正切,漏电流,额定工作电压,阻抗等等。在失效分析案件中,关于铝电解电容的失效案件不少,那么常见的铝电解电容的失效机理有哪些呢?
 
1.漏液
在正常的使用环境当中,经过一段时间密封便可能出现泄漏。通常,温度升高、振动或密封的缺陷等都有可能加速密封性能变坏。漏液的结果是电容值下降、等效串联电阻增大以及功率耗散相应增大等。漏液使工作电解液减少,丧失了修补阳极氧化膜介质的能力,从而丧失了自愈作用。此外,由于电解液呈酸性,漏出的电解液还会污染和腐蚀电容器周围其他的元器件及印刷电路板。
 
2.介质击穿
铝电解电容器击穿是由于阳极氧化铝介质膜破裂,导致电解液直接与阳极接触而造成的。氧化铝膜可能因各种材料、工艺或环境条件方面的原因而受到局部损伤,在外电场的作用下工作电解液提供的氧离子可在损伤部位重新形成氧化膜,使阳极氧化膜得以填平修复。但是如果在损伤部位存在杂质离子或其他缺陷,使填平修复工作无法完善,则在阳极氧化膜上会留下微孔,甚至可能成为穿透孔,使铝电解电容击穿。工艺缺陷如阳极氧化膜不够致密与牢固,在后续的铆接工艺不佳时,引出箔条上的毛刺刺伤氧化膜,这些刺伤部位漏电流很大,局部过热使电容器产生热击穿。
 

3.开路

当电容器内部的连接性能变差或失效时,通常就会发生开路。电性能连接变差的产生可能是腐蚀、振动或机械应力作用的结果。当铝电解电容在高温或潮热的环境中工作时,阳极引出箔片可能会由于遭受电化学腐蚀而断裂。阳极引出箔片和阳极箔的接触不良也会使电容器出现间歇开路。
4.爆炸

  铝电解电容器在工作电压中交流成分过大,或氧化膜介质有较多缺陷,或存在氯根、硫酸根之类有害的阴离子,以致漏电流较大时电解作用产生气体的速率较快,工作时间愈长,漏电流愈大,壳内气体愈多,温度愈高。电容器金属壳内外的气压差值将随工作电压和工作时间的增加而增大。如果密封良好,又没有任何防爆措施,则气压增大到一定程度就会引起电容器爆炸。

目前,已普遍采用防爆外壳结构,在金属外壳上部增加一道褶缝,气压高时将褶缝顶开,增大壳内容积,从而降低气压,减少爆炸危险。在使用上如加过载电压,对电容急速充放电,施加反向电压等都有可能使电容爆炸。

 

5.其他

1)在工作早期,铝电解电容器由于在负荷工作过程中电解液不断修补并增厚阳极氧化膜(称为补形效应),会导致电容量的下降。
2)在使用后期,由于电解液的损耗较多,溶液变稠,电阻率增大,使电解质的等效串联电阻增大,损耗增大。同时溶液黏度增大,难以充分接触铝箔表面凹凸不平的氧化膜层,这就使电解电容的有效极板面积减小,导致电容量下降。此外,在低温下工作,电解液的黏度也会增大,从而导致电解电容损耗增大与电容量下降等后果。

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