凡许多运用过片式钽电容器的电子工程人员,或许都碰到过这样的现象; 运用的片式钽电容器在测验和挑选时功能合格,可是,安装上板后进行加电测验时却不断呈现击穿短路的产品.
呈现此现象的原因简略剖析有二;
1.运用的片式钽电容器功能存在严峻的质量缺点;
由于片式钽电容器是一个通用元器件,它能够运用到各种电子电路中作为滤波或瞬时放电电源,关于用处不同的电路,整机供电功率不同十分大,电路中的电信号强度不同乃至能够到达百倍以上,例如手机上运用的片式钽电容器和大功率电源上运用滤波电容器和放电电容器.由于它们的运用条件不同,因而,国家标准有必要掩盖一切的运用条件要求,因而,对电容器可靠性起决定作用的漏电流目标就放的很宽; 漏电流只需满意K≤0.01CR×UR[CR是额外容量,UR是额外电压],一般情况下,在运用电池供电的功率较低的个人用电子产品上就不会呈现问题,而在功率较大的电子整机上运用,满意上述目标又底子不能确保可靠性.
因而,依据电路供电功率和可靠性运用条件不同,有必要挑选可靠性不同的片式钽电容器. 特别是军用电子电路,乃至有必要考虑到电容器的鲁棒性怎么.
本文剖析的条件是你有必要挑选正确的,质量不存在问题的片式钽电容器. 关于由于选用质量不高的片式钽电容器引起的毛病不再进行剖析.
2.质量不存在问题的片失钽电容器为什么在加电测验时依然有或许呈现击穿短路的问题?
形成此问题的原因如下;
2.1.外接电源进行加电测验时的回路电阻过低,导致测验加电的瞬间浪涌电压和浪涌电流过大,电容器上实践接受了远远超越容许值的过压冲击和过流冲击.
有必要注重的是,在加电测验时,由于回路电阻过低而导致浪涌过高与电路独自实践作业时,电容器的作业条件彻底不同.
此类电路根本上是开关电源电路[也叫DC-DC电路].咱们的许多用户对此类低阻抗电路的电信号特征了解的不行或知道不清楚;因而,在挑选电容器标准时,没有考虑到在开关的瞬间,电路中会呈现一个持续时间极短[小于1微秒],能量密度极高的电压和电流脉冲.此脉冲的瞬间电压能够到达稳态电压的2-10倍,电流能够瞬间到达稳态电流的十倍以上.
因而,在电容器的额外电压挑选上偏低,有时候容量也不行.导致电容器在加电测验时瞬间过压过流而失效.
在电容器正常作业时,电源往往由独自供电的电池组成,因而,开关的瞬间加在电容器上的电压十分安稳,电流也比工业电网小许多,加之电路中一般都要加装按捺浪涌的维护电路,所以,实践运用时不会存在加电测验时的过压和过流现象.
有些工程师以为,只要经过不限流的工业电网的大功率开机测验,才干确保电路在实践作业时的可靠性到达要求;而依我看,这样的知道十分过错,乃至极度有害.原因如下;
1.不加维护电阻的大功率电源送电测验会发生过高的浪涌电压,此浪涌电压会瞬间远超越电容器的实践耐压,此点请电路规划者有必要有必要知道十分到位,不要再由于自己知道过错而导致电路经受过压和过流冲击,导致总的可靠性下降.
进行鲁棒性测验有许多办法,合理的试验办法有必要细心挑选,不合理的试验和查验实践上有或许导致元件可靠性反而受损.任何一只片式钽电容器它能够安全接受的极限直流浪涌电流见下式;
I=UR/1+ESR
上式中,I是某只片式钽电容器容许接受的极限直流电流.UR是该只产品的额外电压.1是指该电路的回路电阻.ESR是该只产品的实践等效串联电阻.
从上式中能够得到如下定论;
1.任何一只片式钽电容器的能够安全接受的直流浪涌电流都不同;额外电压越高的产品能够接受更大的直流浪涌电流.
2.ESR越低的产品能够安全接受的直流浪涌电流越高.而容量越大的产品ESR越低.因而,在考虑可靠性时,容量大的产品不但能够具有更大的输出功率,并且可靠性更高.
3.回路电阻越大,电容器上就能够接受更高的浪涌电流冲击,反过来了解;回路电阻越高,经过电容器的过高浪涌就会被按捺.了解此点十分重要.
依据以上剖析,可知道为了防止片式钽电容器在加电测验时呈现忽然失效,有必要留意如下几点;
1.运用工业外接电源进行加电测验时,有必要考虑被加电电路容许的最大直流浪涌接受能力.某电路能够接受的安全最大浪涌电流有必要以电路中某只元件的最大容许值为限. 充放电电路中的最大峰值放电电流不能超越某元件的最大容许值的50%. 工业外接电源的过大浪涌峰值电压电流有必要经过阻值适宜的电阻进行限流.
一句话;运用外接工业电源进行整机加电测验,有必要在输入端加装阻值适宜的电阻进行浪涌约束. 不能运用低电阻的外接电源直接对电子整机进行忽然的加电测验.
2.运用在大功率滤波电路和放电电路里的电容器前面有必要加装合理的延时维护电路. 维护电路的规划能够参阅我的博客文章[开关电源电路的可靠性维护规划].
3.运用外接电源进行电子整机进行功能和可靠性测验时有必要确保输入电路电信号特色与实践使用条件挨近. 不能对电子整机或分电路进行破坏性的功能测验而导致整机可靠性下降.
惋惜的是,我的上述剖析根本源于我国大陆地区的许多电路规划和使用,有些乃至在军用职业.许多电路规划师都由于经验不足而对此知道不行或过错,
