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貼片鉭電容失效原因分析

2022-06-14
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"貼片鉭電容爆破一直是讓研制人員最頭疼的問題。特別是在開關電源行業,讓一部份研制人員在電路規劃時不敢運用貼片鉭電容。其實只要咱們了解了貼片鉭電容的特性,就能分分出貼片鉭電容爆破的原因,一些總結有以下幾點:

1、低阻抗高電壓導致貼片鉭電容爆破

在規劃電子整機的電源部份時,咱們有些研制人員會把電容器并聯運用在此類電路上,貼片鉭電容一方面要對輸入的信號進行濾波,另一方面又要依照必定的頻率和功率進行放電。因為此類電路的回路阻抗非常低,以保證電源輸出的功率。在每次開關機的瞬間,電路中會產生一個持續時間小于1微秒的高強度的尖峰脈沖,其脈沖電壓值至少達到了貼片鉭電容穩定輸入值的3倍以上,電流可達到貼片鉭電容穩態值的10倍以上。在這種持續時間極短,能量密度高的狀況下,咱們的貼片鉭電容就會被遠遠超越鉭電容耐壓值的脈沖電壓給擊穿,即便你運用的是KEMET、AVX鉭電容狀況也相同。

因而,在這類電路中選用的貼片鉭電容其額外耐壓值應該是該電路中穩定電壓值的3倍。假如不分電路的回路阻抗類型,一概降額50%,在回路阻抗最低的DC-DC電路中,必定要考慮到電路阻抗值的凹凸和輸入輸出功率的巨細和電路中存在的溝通紋波值的凹凸。因為電路阻抗凹凸可以決議開關瞬間浪涌起伏的巨細。內阻越低的電路降額起伏就應該越多。關于降額起伏巨細。切不可一概而論。有必要經過準確的可靠性計算來確定降額起伏。


鉭電容


2、在運用電壓合適的狀況下,電路峰值輸出電流過大導致貼片鉭電容爆破

在貼片鉭電容器工作時可以安全接受的最大直流電流沖擊I,與產品本身等效串聯電阻ESR及額外電壓UR可以用該公式計算:I=UR/1+ESR。
假如一只容量偏低的鉭電容器運用在峰值輸出電流很大的電路,這只產品就有或許因為電流過載而焚毀。這非常容易理解。

3、貼片鉭電容等效串聯電阻ESR過高和電路中溝通紋波過高導致爆破

當在過高溝通紋波的濾波電路中運用ESR過高的貼片鉭電容器,即便運用的電壓遠低于使用的降額起伏,有時候,在開機的瞬間仍然會發生忽然的擊穿現象;呈現此類問題的主要原因是電容器的ESR和電路中的溝通紋波巨細嚴重不匹配。鉭電容器是極性元氣件,在經過溝通紋波時會發熱,而不同殼號巨細的產品可以保持熱平衡的允許發熱量不同。因為不同容量的產品的ESR值相差較高,因而,不同標準的貼片鉭電容器可以安全耐受的溝通紋波值也相差很大,因而,假如某電路中存在的溝通紋波超越運用的貼片鉭電容可以安全接受的溝通紋波值,產品就會呈現熱致擊穿的現象。同樣,假如電路中的溝通紋波必定,而選擇的貼片鉭電容器的實踐ESR值過高,產品也會呈現相同的現象。
一般來說,在濾波和大功率充放電電路中,有必要運用ESR值盡或許低的貼片鉭電容器。關于電路中存在的溝通紋波過高而導致的電容器失效問題,很多電路規劃師都疏忽其危害性或知道不夠。只是簡略確定貼片鉭電容的質量存在問題。這種現像在業界非常常見。
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