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贴片电容知识帖(七)

发表时间:2018年8月15日 作者:管理员 类目:贴片电容展示 浏览:1008
   

电子元器件失效是个很头疼的是事情,主要有短路,漏电,爆炸等,贴片电容断裂,铝电解电容炸机是硬件工程师常见的问题,下面谈谈电容器失效的原理。

贴片电容知识帖(七)

电容器失效模式与机理

1、漏液

漏液,是电容器失效的原因之一,而铝电解电容也不例外。铝电解电容其工作电解液呈现酸性,如果溢出,则会严重污染和腐蚀电容器周围的其他元器件和印刷电路板。同时电解电容器内部,由于漏液而使工作电解液逐渐干涸,丧失修补阳极氧化膜介质的能力,导致电容器击穿或电参数恶化而失效。产生漏液的原因是很多的,如:

①铝电解电容器密封不佳;

②采用橡胶塞密封铝电解电容器的,则可能因为使用太久,导致橡胶老化、龟裂而引起漏液现象;

③机械密封工艺存在问题;

④安装问题,一般生产厂商会考虑到漏液问题,他们会在企标中明确规定要立式安装,而有些企业则采用了卧式安装等。

2、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。

3、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。在外加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,使铝电解电容器击穿。

此外,随着使用和储存时间的增长,电解液中溶剂逐渐消耗和挥发,使溶液酸值上升,在储存过程中对氧化膜层发生腐蚀作用。同时,由于电解液老化与干涸,在电场作用下已无法提供氧离子修补氧化膜,从而丧失了自愈作用,氧化膜一经损坏就会导致电容器击穿。工艺缺陷也是铝电解电容器击穿的一个主要原因。如铆接工艺不佳时,引出箔条上的毛剌严重剌伤氧化膜,刺伤部位漏电流很大,局部过热使电容器产生热击穿。在使用上过温,过纹波电流或过机械应力都有可能使电容击穿失效。

4、烧毁

铝电解电容发生烧毁,一般是以下原因引起:

①正负极接反 铝电解电容器是一种有正负极的电容器,如果安装铝电解电容器时正负极接错就会发生电容烧毁现象;

②耐压不够 当电压超过铝电解电容器的本身的耐压值时,也会发生电容烧毁的现象;

③质量不合格 一些生产厂家生产的铝电解电容不合格,也可能引发电容的烧毁等。

5、开路

铝电解电容器在高温或潮热环境中长期工作时可能出现开路失效,其原因在于阳极引出箔片遭受电化学腐蚀而断裂。对于高压大容量电容器,这种失效模式较多。

此外,阳极引出箔片和阳极箔铆接后,未经充分平,则接触不良会使电容器出现间歇开路。在使用上,过机械应力有可能使电容开路。

 6、电参数恶化

①电容量下降与损耗增大

铝电解电容器的电容量在工作早期缓慢下降,这是由于负荷过程中工作电解液不断修补并增厚阳极氧化膜所致。铝电解电容器在使用后期,由于电解液耗损较多、溶液变稠,电阻率因黏度增大而上升,使工作电解质的等效串联电阻增大,导致电容器损耗明显增大。同时,黏度增大的电解液难于充分接触经腐蚀处理的凹凸不平铝箔表面上的氧化膜层,这样就使铝电解电容器的极板有效面积减小,引起电容量急剧下降。这也是电容器使用寿命临近结束的表现。

此外,如果工作电解液在低温下黏度增大过多,也会造成损耗增大与电容量急剧下降的后果。在使用上过温,过纹波电流都有可能使电容量下降与损耗增大。

②漏电流增加

漏电流增加往往导致铝电解电容器失效。工艺水平低,氧化膜损伤与沾污严重,工作电解液配方不佳,原材料纯度不高,电解液的化学性质与电化学性质难以长期稳定,铝箔纯度不高,杂质含量多等等这些因素均可能造成漏电流超差失效。铝电解电容器中氯离子沾污严重,漏电流导致沾污部位氧化膜分解,造成穿孔,促使电流进一步增大。总之,铝箔中金属杂质的存在,会使铝电解电容器漏电流增大,从而缩短电容器的寿命.在使用上过压等有可能使电容的漏电流增加。

电容过电压失效的防范

电容在高压的情况下容易被击穿,实际中经常是因为瞬间高压导致电容击穿的。

选择安全耐压高,质量好的电容器可以防范这样的问题。

以上的这几种就是常见电容器的失效原理。

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