铝电解电容器是一种非常常见的电容器。铝电解电容器应用普遍:滤波;旁路功能;耦合效应;冲击波吸收;消除噪音;相移;下台,以此类推。对于铝电解电容器,常见的电性能测试有电容、损耗角正切、漏电流、额定工作电压、阻抗等。失效分析案例中,有很多是关于铝电解电容器失效的案例。铝电解电容器常见的失效机理有哪些?1.泄漏在正常使用环境下,经过一段时间的密封,可能会发生泄漏。一般来说,温度升高、振动或密封缺陷都可能加速密封性能的恶化。漏电导致电容减小,等效串联电阻增大,功耗相应增大。泄漏使工作电解液减少,失去修复阳极氧化膜介质的能力,从而失去自愈功能。此外,由于电解液呈酸性,泄漏的电解液会污染和腐蚀电容器和印刷电路板周围的其他元件。固态和液态电解电容,二者的本质区别在于介电材料的不同。北京陶瓷电容传感器
MLCC是陶瓷电容器的一种,也可称为片式电容器、多层电容器、多层电容器等。MLCC是由印刷电极(内电极)交错堆叠的陶瓷介质膜,经一次高温烧结形成陶瓷电子元件,再在电子元件两端封上金属层(外电极),形成单片结构,故也可称为单片电容器。简单平行板电容器的基本结构是由一个绝缘的中间介质层加上两个外部导电的金属电极组成,而MLCC的结构主要包括三部分:陶瓷介质、金属内电极和金属外电极。在结构上,MLCC是一个多层层压结构。简单来说就是几个简单平行板电容的平行体。北京陶瓷电解电容电解电容被普遍应用在各类电路中。
电容承受温度与寿命,在开关电源设计过程中,不可避免地要挑选适用的电容。就100μF以上的中、大容量产品来说,因为铝电解电容的价格便宜,所以,迄今使用的较为普遍。但是,较近几年却发生了明显变化,避免使用铝电解电容的情况正在增加。出现这种变化的一个原因是,铝电解电容的寿命往往会成为整个设备的薄弱环节。电源模块制造厂家的工程师表示:“对于铝电解电容这种寿命有限的元件,如果可以不用,就尽量不要采用。”因为铝电解电容内部的电解液会蒸发或产生化学变化,导致静电容量减少或等效串联电阻(ESR)增大,随着时间的推移,电容性能肯定会劣化。
具体来说:将电容的两个管脚短路放电,将万用表的黑色表笔接到电解电容的正极。红色探针接负极(对于指针式万用表,使用数字万用表测量时探针是互调的)。正常时,探头应先向低阻方向摆动,然后逐渐回到无穷大。手的摆动幅度越大或返回速度越慢,电容的容量越大;否则,电容器的容量越小。如果指针在中间某处没有变化,说明电容在漏电。如果电阻指示很小或者为零,说明电容已经击穿短路。因为万用表使用的电池电压一般很低,所以使用测量低耐压电容时比较准确,而当电容耐压较高时,虽然测量是正常的,但施加高电压时可能会发生漏电或击穿。贴片陶瓷电容较主要的失效模式断裂(封装越大越容易失效)。
钽电容器的温度稳定性更好。在一些耦合和滤波的场景中,如果要求滤波的相位和频率特性高,要求容量精度高,就会选择无极性钽电容器。比如对音质要求高的音频电路设计。我们需要考虑不同温度下电容的准确性和一致性。陶瓷电容的温度特性明显不够稳定。在钽电容器的工作过程中,具有自动修复或隔离氧化膜中缺陷的功能,使氧化膜介质随时得到增强并恢复到其应有的绝缘能力,而不会产生持续的累积损伤。这种独特的自愈性能确保了其长寿命和可靠性的优势。铝电解电容器因干涸达不到使用寿命。钽电容器的失效模式很可怕,从燃烧到冒烟,再到火焰。通过这个故障的现象我们知道,如果电容出现故障,只是短路导致电路无法工作,或者是不稳定,这都是小问题,大不了退货。但如果客户现场发生火灾,就要赔偿对方的人员和财产损失。这将是一个大问题。钽电容的容值的温度稳定性比较好。北京陶瓷电解电容
钽电容不需像普通电解电容那样使用镀了铝膜的电容纸绕制,本身几乎没有电感。北京陶瓷电容传感器
电容容量,普通陶瓷电容的电容范围:0.5pF~100uF。陶瓷的电容从0.5pF开始可以达到100uF,根据不同的电容封装(尺寸)电容会有所不同。在选择电容器时,不能盲目选择大容量。选对了才是对的。比如0402电容可以做到10uF/10V,0805电容可以做到47uF/10V。但为了采购好,成本低,一般不选择电容。一般建议0402选用4.7uF-6.3V,0603选用22uF/6.3,0805选用47uF/6.3V。其他更高的耐受电压需要相应降低。如果满足要求,选择主要看是否常用,价格是否低廉。额定电压陶瓷电容器常见的额定电压有:2.5V、4V、6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、200V、250V、450V、500V、630V、1KV、1.5KV、2KV、2.5KV、3KV等。北京陶瓷电容传感器