超全的鉭電容簡(jiǎn)介和基本結(jié)構(gòu)（下）

四、電容失效模式，機(jī)理和失效特點(diǎn)

對(duì)于鉭電容，失效與其他類(lèi)型的電容一樣，也有電參數(shù)變化失效、短路失效和開(kāi)路失效三種。由于鉭電容的電性能穩(wěn)定，且有獨(dú)特的“自愈”特性，鉭電容鮮有參數(shù)變化引起的失效，鉭電容失效大部分是由于電路降額不足，反向電壓，過(guò)功耗導(dǎo)致，主要的失效模式是短路。另外，根據(jù)鉭電容的失效統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，鉭電容發(fā)生開(kāi)路性失效的情況也極少。因此，鉭電容失效主要表現(xiàn)為短路性失效。

鉭電容短路性失效模式的機(jī)理是：固體鉭電容的介質(zhì)Ta2O5由于原材料不純或工藝中的原因而存在雜質(zhì)、裂紋、孔洞等疵點(diǎn)或缺陷，鉭塊在經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)時(shí)已將大部分疵點(diǎn)或缺陷燒毀或蒸發(fā)掉，但仍有少量存在。在賦能、老煉等過(guò)程中，這些疵點(diǎn)在電壓、溫度的作用下轉(zhuǎn)化為場(chǎng)致晶化的發(fā)源地—晶核;在長(zhǎng)期作用下，促使介質(zhì)膜以較快的速度發(fā)發(fā)生物理、化學(xué)變化，產(chǎn)生應(yīng)力的積累，到一定時(shí)候便引起介質(zhì)局部的過(guò)熱擊穿。

如果介質(zhì)氧化膜中的缺陷部位較大且集中，一旦在熱應(yīng)力和電應(yīng)力作用下出現(xiàn)瞬時(shí)擊穿，則很大的短路電流將使電容迅速過(guò)熱而失去熱平衡，鉭電容固有的“自愈”特性已無(wú)法修補(bǔ)氧化膜，從而導(dǎo)致鉭電容迅速擊穿失效。失效機(jī)理主要是由于氧化膜缺陷，鉭塊與陽(yáng)極引出線接觸產(chǎn)生相對(duì)位移，陽(yáng)極引出鉭絲與氧化膜顆粒接觸等，大部分鉭電容失效是災(zāi)難性的，可能發(fā)生燒毀，爆炸，在應(yīng)用過(guò)程中需特別注意。

4.1、固鉭因“不斷擊穿”又“不斷自愈”問(wèn)題產(chǎn)生失效。

在正常使用一段時(shí)間后常發(fā)生固鉭密封口的焊錫融化，或見(jiàn)到炸開(kāi)，焊錫亂飛到線路板上。分析原因是其工作時(shí)“擊穿”又“自愈”，在反復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)致漏電流增加。這種短時(shí)間（ns～ms）的局部短路，又通過(guò)“自愈”后恢復(fù)工作。關(guān)于“自愈”。理想的Ta2O5介質(zhì)氧化膜是連續(xù)性的和一致性的。加上電壓或高溫下工作時(shí)，由于Ta＋離子疵點(diǎn)的存在，導(dǎo)致缺陷微區(qū)的漏電流增加，溫度可達(dá)到500℃～1000℃以上。這樣高的溫度使MnO2還原成低價(jià)的Mn3O4。

有人測(cè)試出Mn3O4的電阻率要比MnO2高4～5個(gè)數(shù)量級(jí)。與Ta2O5介質(zhì)氧化膜相緊密接觸的Mn3O4就起到電隔離作用，防止Ta2O5介質(zhì)氧化膜進(jìn)一步破壞，這就是固鉭的局部“自愈了”。但是，很可能在緊接著的再一次“擊穿”的電壓會(huì)比前一次的“擊穿”電壓要低一些。在每次擊穿之后，其漏電流將有所增加，而且這種擊穿電源可能產(chǎn)生達(dá)到安培級(jí)的電流。同時(shí)電容器本身的儲(chǔ)存的能量也很大，導(dǎo)致電容器永久失效。

生產(chǎn)方在選用材料上入手，為解決固鉭“不斷擊穿”又“不斷自愈”，應(yīng)用超純鉭粉材料和工藝控制來(lái)減少這種局部“擊穿”現(xiàn)象。分析了固鉭在加上電壓或高溫下工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部“擊穿”現(xiàn)象。固鉭環(huán)境溫度從＋85℃降到55℃使用，工作壽命增加10倍。

4.2、固鉭有“熱致失效”問(wèn)題

固鉭的Ta2O5介質(zhì)氧化膜有單向?qū)щ娦阅?，?dāng)有充放大電流通過(guò)Ta2O5介質(zhì)氧化膜，會(huì)引起發(fā)熱失效。Ta2O5介質(zhì)氧化薄膜厚度只有微米級(jí)。無(wú)充放大電流時(shí)，介質(zhì)氧化薄相當(dāng)穩(wěn)定，微觀其離子排列不規(guī)則、無(wú)序的，稱(chēng)作無(wú)定形結(jié)構(gòu)。目測(cè)呈現(xiàn)的顏色是五彩干涉色。當(dāng)無(wú)定形結(jié)構(gòu)向定形結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)化，逐步變?yōu)橛行蚺帕校Q(chēng)之微“晶化”，目測(cè)呈現(xiàn)的顏色不再是五彩干涉色，而是無(wú)光澤、較暗的顏色。Ta2O5介質(zhì)氧化薄膜的“晶化”疏散的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致鉭電容器性能惡化直至擊穿失效。

為解決“熱致失效”問(wèn)題。應(yīng)用方在線路上入手，采取限流措施，增加固鉭線路中的回路電阻。筆者見(jiàn)到有文獻(xiàn)報(bào)道：“如果應(yīng)用線路中的串聯(lián)電阻從3W下降到0.1W，則其可靠會(huì)降低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。”即固鉭的可靠性下降十倍！在固鉭線路中，增加串聯(lián)電阻，達(dá)以1W／1V后，可增加固鉭應(yīng)用可靠性。

4.3、固鉭有“場(chǎng)致失效”問(wèn)題。

固鉭加上高的電壓，內(nèi)部形成高的電場(chǎng)，易于局部擊穿。

“場(chǎng)致失效”的原因是加到固鉭上的電壓越高，場(chǎng)強(qiáng)越高，越容易產(chǎn)生“場(chǎng)致失效”。所以為提高固鉭可靠性，必須采取電壓降額使用！

一般高可靠線路中固鉭電壓降額50%使用，其工作壽命可延長(zhǎng)100倍。

4.4、低阻抗電路使用電壓過(guò)高導(dǎo)致的失效;

對(duì)于鉭電容器使用的電路，只有兩種;有電阻保護(hù)的電路和沒(méi)有電阻保護(hù)的低阻抗電路。 對(duì)于有電阻保護(hù)的電路，由于電阻會(huì)起到降壓和抑制大電流通過(guò)的效果，因此，使用電壓可以達(dá)到鉭電容器額定電壓的60%. 沒(méi)有電阻保護(hù)的電路有兩種;

一;前級(jí)輸入已經(jīng)經(jīng)過(guò)整流和濾波，輸出穩(wěn)定的充放電電路。在此類(lèi)電路，電容器被當(dāng)作放電電源來(lái)使用，由于輸入?yún)?shù)穩(wěn)定沒(méi)有浪涌，因此，盡管是低阻抗電路，可安全使用的電壓仍然可以達(dá)到額定電壓的50%都可以保證相當(dāng)高的可靠性。

二;電子整機(jī)的電源部分; 電容器并聯(lián)使用在此類(lèi)電路， 除了要求對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行濾波外，往往同時(shí)還兼有按照一定頻率和功率進(jìn)行放電的要求。 因?yàn)槭?a href="http://ttokpm.com/soft/data/4-5/" target="_blank">電源電路，因此，此類(lèi)電路的回路阻抗非常低，以保證電源的輸出功率密度足夠。 在此類(lèi)開(kāi)關(guān)電源電路中［也叫DC-DC電路］， 在每次開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)的瞬間，電路中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)時(shí)間小于1微秒的高強(qiáng)度尖峰脈沖，其脈沖電壓值至少可以達(dá)到穩(wěn)定的輸入值的3倍以上，電流可以達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的10倍以上，由于持續(xù)時(shí)間極短，因此，其單位時(shí)間內(nèi)的能量密度非常高， 如果電容器的使用電壓偏高，此時(shí)實(shí)際加在產(chǎn)品上的脈沖電壓就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)產(chǎn)品的額定值而被擊穿。 因此，使用在此類(lèi)電路中的鉭電容器容許的使用電壓不能超過(guò)額定值的1/3.

如果不分電路的回路阻抗類(lèi)型，一概降額50%， 在回路阻抗最低的DC-DC電路，一開(kāi)機(jī)就有可能瞬間出現(xiàn)擊穿短路或爆炸現(xiàn)象。

在此類(lèi)電路中使用的電容器應(yīng)該降額多少，一定要考慮到電路阻抗值的高低和輸入輸出功率的大小和電路中存在的交流紋波值的高低。因?yàn)殡娐纷杩垢叩涂梢詻Q定開(kāi)關(guān)瞬間浪涌幅度的大小。內(nèi)阻越低的電路降額幅度就應(yīng)該越多。

對(duì)于降額幅度大小，切不可一概而論。 必須經(jīng)過(guò)精確的可靠性計(jì)算來(lái)確定降額幅度。

4.5、用電壓合適，但峰值輸出電流過(guò)大。

鉭電容器在工作時(shí)可以安全承受的最大直流電流沖擊I，與產(chǎn)品自身等效串聯(lián)電阻ESR及額定電壓UR存在如下數(shù)學(xué)關(guān)系;

I=UR/1+ESR

如果一只容量偏低的鉭電容器使用在峰值輸出電流很大的電路，這只產(chǎn)品就有可能由于電流過(guò)載而燒毀。這非常容易理解。

4.6、鉭電容器等效串聯(lián)電阻ESR過(guò)高和電路中交流紋波過(guò)高導(dǎo)致的失效。

當(dāng)某只ESR過(guò)高的鉭電容器使用在存在過(guò)高交流紋波的濾波電路，即使是使用電壓遠(yuǎn)低于應(yīng)該的降額幅度， 有時(shí)候，在開(kāi)機(jī)的瞬間仍然會(huì)發(fā)生突然的擊穿現(xiàn)象; 出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題的主要原因是電容器的ESR和電路中的交流紋波大小嚴(yán)重不匹配。 電容器是極性元?dú)饧谕ㄟ^(guò)交流紋波時(shí)會(huì)發(fā)熱，而不同殼號(hào)大小的產(chǎn)品能夠維持熱平衡的容許發(fā)熱量不同。由于不同容量的產(chǎn)品的ESR值相差較高，因此，不同規(guī)格的鉭電容器能夠安全耐受的交流紋波值也相差很大， 因此，如果某電路中存在的交流紋波超過(guò)使用的電容器可以安全承受的交流紋波值，產(chǎn)品就會(huì)出現(xiàn)熱致?lián)舸┑默F(xiàn)象。同樣，如果電路中的交流紋波一定，而選擇的鉭電容器的實(shí)際ESR值過(guò)高，產(chǎn)品也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。

一般來(lái)說(shuō)，在濾波和大功率充放電電路，必須使用ESR值盡可能低的鉭電容器。 對(duì)于電路中存在的交流紋波過(guò)高而導(dǎo)致的電容器失效問(wèn)題，很多電路設(shè)計(jì)師都忽略其危害性或認(rèn)識(shí)不夠。 只是簡(jiǎn)單認(rèn)定電容器質(zhì)量存在問(wèn)題。 此現(xiàn)象很多。

4.7、鉭電容器漏電流偏大導(dǎo)致實(shí)際耐壓不夠。

此問(wèn)題的出現(xiàn)一般都由于鉭電容器的實(shí)際耐壓不夠造成。當(dāng)電容器上長(zhǎng)時(shí)間施加一定場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，如果其介質(zhì)層的絕緣電阻偏低，此時(shí)產(chǎn)品的實(shí)際漏電流將偏大。而漏電流偏大的產(chǎn)品，實(shí)際耐壓就會(huì)下降。

出現(xiàn)此問(wèn)題的另外一個(gè)原因是關(guān)于鉭電容器的漏電流標(biāo)準(zhǔn)制定的過(guò)于寬松，導(dǎo)致有些根本不具備鉭電容器生產(chǎn)能力的公司在生產(chǎn)質(zhì)量低劣的鉭電容器。 普通的室溫時(shí)漏電流就偏大的產(chǎn)品，如果工作在較高的溫度下，其漏電流會(huì)成指數(shù)倍增加，因此其高溫下的實(shí)際耐壓就會(huì)大幅度下降。 在使用溫度較高時(shí)就會(huì)非常容易出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。

高溫時(shí)漏電流變化較小是所有電容器生產(chǎn)商努力的最重要目標(biāo)之一，因此，此指標(biāo)對(duì)可靠性的決定性影響不言而愈。

如果你選擇使用的鉭電容器的漏電流偏大，實(shí)際上它已經(jīng)是廢品，出問(wèn)題因此成為必然。

4.8、鉭電容器使用時(shí)的生產(chǎn)過(guò)程因素導(dǎo)致的失效。

很多用戶往往只注意到鉭電容器性能的選擇和設(shè)計(jì)，而對(duì)于片式鉭電容器安裝使用時(shí)容易出現(xiàn)的問(wèn)題視而不見(jiàn);

舉例如下;

A， 不使用自動(dòng)貼裝而使用手工焊接， 產(chǎn)品不加預(yù)熱，直接使用溫度高于300度的電烙鐵較長(zhǎng)時(shí)間加熱電容器，導(dǎo)致電容器性能受到過(guò)高溫度沖擊而失效。

B，手工焊接不使用預(yù)熱臺(tái)加熱，焊接時(shí)一出現(xiàn)冷焊和虛焊就反復(fù)使用烙鐵加熱產(chǎn)品。

C，使用的烙鐵頭溫度甚至達(dá)到500度。 這樣可以焊接很快，但非常容易導(dǎo)致片式元?dú)饧А?/p>

4.9、一致性質(zhì)量問(wèn)題

鉭電容器實(shí)際使用時(shí)的可靠性實(shí)際上可以通過(guò)計(jì)算得出來(lái)，而我們的很多用戶使用時(shí)設(shè)計(jì)余量不夠，魯棒性很差，小批實(shí)驗(yàn)通過(guò)純屬僥幸，在批生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)一致性質(zhì)量問(wèn)題。 此時(shí)，問(wèn)題原因往往簡(jiǎn)單被推到電容器生產(chǎn)商身上，忽略對(duì)設(shè)計(jì)可靠性的查找。 鉭電容器使用時(shí)的無(wú)故障間隔時(shí)間MTBF對(duì)于很多用戶來(lái)講還是一個(gè)陌生的概念。 很多使用者對(duì)可靠性工程認(rèn)識(shí)膚淺。過(guò)于重視實(shí)驗(yàn)而忽略數(shù)學(xué)計(jì)算。 導(dǎo)致分電路設(shè)計(jì)可靠性比整機(jī)可靠性低，因此，批量生產(chǎn)時(shí)不斷出現(xiàn)問(wèn)題。 不懂得失效是一個(gè)概率問(wèn)題，非簡(jiǎn)單的個(gè)體問(wèn)題。

實(shí)際上鉭電容器使用時(shí)容易出現(xiàn)的故障原因和現(xiàn)象還很多， 無(wú)法在此一一論述。

在實(shí)際使用中的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鉭電容失效呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：

a）容值較大的鉭電容比容值較小的鉭電容更易失效

b）片狀鉭電容多發(fā)生在固定的部位或固定的電路中。

c）電源濾波的第一個(gè)鉭電容更容易失效。

d）在ICT，F(xiàn)CT上電瞬間易發(fā)生失效。

e）老化過(guò)程中鉭電容最容易失效。

f）散熱較差區(qū)域易發(fā)生失效。

g）浪涌下易發(fā)生失效。

分析鉭電容如上特點(diǎn)，無(wú)外乎就是容值，溫度，浪涌等幾個(gè)方面引起，所以我們?cè)趹?yīng)用過(guò)程中需綜合考量各種因素。

五。設(shè)計(jì)，保存，焊接注意事項(xiàng)

由于鉭電容失效易起火，爆炸，所以在設(shè)計(jì)，保存，焊接過(guò)程中應(yīng)注意如下關(guān)注點(diǎn)：

5.1.設(shè)計(jì)注意點(diǎn)

5.1.1.電壓

1.電壓主要通過(guò)電場(chǎng)的形式施加給鉭電容使電容局部擊穿而失效，用在開(kāi)關(guān)電源中電壓至少降額為1/3額定電壓值（美軍標(biāo)規(guī)定不允許在電源濾波器中中使用固體鉭電容），其他使用應(yīng)降2/3電壓，對(duì)我司應(yīng)用建議電壓至少降額至50%以下甚至1/3。

2.直流偏壓和交流分壓峰值之和不能超過(guò)額定電壓值 。

3.交流負(fù)峰值和直流偏壓不能超過(guò)電容器允許的反向電壓。

4.15V以上直流電壓濾波不建議采用鉭電容，特別在上下電較快的輸入口處；低壓但上下電較快的場(chǎng)合需要采取緩啟動(dòng)電路或盡量不采用固體鉭電容。

5.在應(yīng)用中盡量不用萬(wàn)用表進(jìn)行不分極性的電阻量測(cè)。

6.當(dāng)幾個(gè)鉭電容并聯(lián)使用時(shí)候，建議Layout時(shí)把小容量電容放在前一級(jí)，容量大的放在后 一級(jí)。

5.1.2.電流

1.紋波電流通過(guò)鉭電容ESR產(chǎn)生有功功耗，進(jìn)而導(dǎo)致電容器自身溫度升高，導(dǎo)致熱擊穿失效，因此需要對(duì)通過(guò)電容器的紋波電流引起的功率損耗進(jìn)行限制（鉭電容器不應(yīng)長(zhǎng)期使用于交流分量大或純交流電路中）。

2.鉭電容器在電路中，應(yīng)控制瞬間大電流對(duì)電容器的沖擊（國(guó)軍標(biāo)和供應(yīng)商一般建議串聯(lián)R＞3Ω/V的電阻以緩解這種沖擊，以限制電流在300mA以下；當(dāng)串聯(lián)電阻小于3Ω/V時(shí)，則應(yīng)考慮進(jìn)一步的降額設(shè)計(jì)，否則產(chǎn)品可靠性將相應(yīng)降低，如果將電路電阻從3Ω/V 降到≤0.1Ω/V，則失效率提高約10倍），當(dāng)電容器用于濾波電路時(shí)，降額系數(shù)至少應(yīng)為0.5），低阻抗電路應(yīng)為1/3。

3.固體鉭電容一般不耐大的電流沖擊，，容易在氧化膜的薄弱區(qū)域發(fā)熱促使氧化膜晶化提早發(fā)生，并降低耐壓能力，所以為提高使用壽命，電容器應(yīng)避免發(fā)生頻繁的充、放電。

5.1.3.熱設(shè)計(jì)&功耗考慮

1.鉭電容應(yīng)盡量遠(yuǎn)離熱源，比如變壓器盤(pán)，電池下面等。

2.應(yīng)了解各種殼號(hào)的鉭電容的功率損耗和降額系數(shù)，盡量減少熱失效的幾率。

5.2.組裝，焊接&清洗

1.施加在電容工作端的壓力不超過(guò)4.9N（工作端直徑為1.5mm），時(shí)間不超過(guò)5S。

2.任何型號(hào)的電容器重復(fù)焊接不能超過(guò)2次。

3.在第一次焊接完成2H后才能進(jìn)行第二次焊接，且第二次焊接完成后立即進(jìn)

行清洗

4.無(wú)論是手工焊還是再流焊，都應(yīng)避免使用活性高、酸性強(qiáng)的助焊劑，以免清洗不干凈后滲透、腐蝕和擴(kuò)散，進(jìn)而影響其可靠性。

5.不得使用高活性溶劑，建議使用異丙醇溶劑進(jìn)行清洗， 但時(shí)間應(yīng)不超過(guò)5分鐘。

6.不建議用超聲波清洗，如確需要，則建議條件為48KHZ/40度/5分鐘，振動(dòng)輸出0.02W/cm3已安裝電容器不得與任何清洗器具相接觸，也不得用刷子之類(lèi)的的工具戳洗電容器。

5.3.保存

1.請(qǐng)?jiān)诔爻癍h(huán)境（溫度要求在35度以下）下保存。

2.避免日光照射，避免受過(guò)大的振動(dòng)和沖擊。

3.電容保存期超過(guò)兩年需重新進(jìn)行老化并測(cè)試電性參數(shù)。

六、鉭電解電容器應(yīng)用指南

選擇和使用鉭電解電容器需要注意哪些方面

1、選擇考慮因素

設(shè)計(jì)師針對(duì)某個(gè)特定用途在選擇電容器類(lèi)型時(shí)，必須考慮眾多因素。選擇時(shí)，一般優(yōu)先考慮應(yīng)用需求的最重要特性，然后選擇和協(xié)調(diào)其他特性。幾個(gè)最重要因素如下，并給出列為最重要因素的原因。

1.1 溫度

溫度影響：

A）電容量：介電常數(shù)的變化引起、導(dǎo)體面積或間距變化引起

B）漏電流：通過(guò)阻抗變化影響

C）高溫?fù)舸╇妷汉皖l率：對(duì)發(fā)熱的影響

D）額定電流：當(dāng)發(fā)熱產(chǎn)生影響時(shí)

E）電解液從密封處泄漏

1.2 濕度

濕度影響：A）漏電流 B）擊穿電壓 C）對(duì)功率因數(shù)或品質(zhì)因數(shù)的影響

1.3 低氣壓

低氣壓影響：A）擊穿電壓 B）電解液從密封處泄漏

1.4 外加電壓

外加電壓影響：A）漏電流 B）發(fā)熱及伴隨的影響 C）介質(zhì)擊穿：頻率影響 D）電暈 E）對(duì)外殼或底座的絕緣

1.5 振動(dòng)

振動(dòng)影響：A）機(jī)械振動(dòng)引起的電容量變化 B）電容器芯子、引出端或外殼發(fā) 機(jī)械變形

1.6 電流

電流影響：A）對(duì)電容器的內(nèi)部升溫和壽命的影響 B）導(dǎo)體某發(fā)熱點(diǎn)的載流能力

1.7 壽命

所有環(huán)境和電路條件對(duì)其都有影響。

1.8 穩(wěn)定性

所有環(huán)境和電路條件對(duì)其都有影響。

1.9 恢復(fù)性能

電容量變化后，能否恢復(fù)到初始條件。

1.10 尺寸、體積和安裝方法在機(jī)械應(yīng)力下，當(dāng)產(chǎn)品安裝固定不當(dāng)時(shí)，容易導(dǎo)致引線承受較大應(yīng)力或共振，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生引線斷裂待現(xiàn)象。

2 、在選擇和使用電容器時(shí)應(yīng)考慮下列內(nèi)容：

A）電路設(shè)計(jì)者為了設(shè)計(jì)出能在要求的時(shí)間內(nèi)滿意工作的電路，所使用的電容量允許偏差必須考慮：符合規(guī)范規(guī)定的允許偏差：電容量--溫度特性變化；恢復(fù)特性；電容量--頻率特性介質(zhì)吸收；電容量與壓力、振動(dòng)和沖擊的關(guān)系；電容量在電路中的老化和貯存條件。

B）需考慮電容器引出端和外殼之間的電容量，如果此電容量會(huì)產(chǎn)生雜散電容和漏電流。

C）可以用多種電容器組合獲得要求的電容量，從而補(bǔ)償電容量--溫度特性等。

D）施加于電容器的峰值電壓不能超過(guò)相應(yīng)規(guī)范規(guī)定的額定值。通常，相同的峰值電壓可能由于以下條件而降低：老化；溫升；介質(zhì)區(qū)域增大；外加電壓頻率較高；潮氣進(jìn)入電容器。

需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，不要忽視電容器在應(yīng)用中的短時(shí)瞬態(tài)電壓。

E）當(dāng)電容器在高于地電位的高壓下工作時(shí)，并且對(duì)絕緣采用附加絕緣時(shí)，電容器的一個(gè)引出端要接在外殼上，因?yàn)殡妷悍峙淙Q于電容器芯子和外殼之間的電容量、以及外殼和底盤(pán)之間的電容

量。

F）必須根據(jù)電路的時(shí)間常數(shù)考慮充電和放電的峰值電流。

G） 必須考慮內(nèi)部發(fā)熱和環(huán)境溫度。

H）必須考慮濕度、壓力、腐蝕性大、霉菌、振動(dòng)和沖擊等環(huán)境因素影響。

I）必須考慮絕緣電阻，尤其是在高溫下的絕緣電阻。

J）在直流電路中串聯(lián)工作時(shí)，必須考慮使用平衡電阻器。

K）大容量電容的有效電感量可以并聯(lián)小電容器來(lái)降低。

L）因?yàn)殡娙萜骶哂须姼校虼瞬⒙?lián)在電路中每一次工作或瞬時(shí)工作時(shí)可能產(chǎn)生瞬時(shí)振蕩。

M）電接觸不良在低壓下可能開(kāi)路或產(chǎn)生噪聲。

N）電容器內(nèi)儲(chǔ)存的能量對(duì)人和設(shè)備有危險(xiǎn)，對(duì)此應(yīng)采取適當(dāng)防范措施。

O）充滿液體的電容器不能被倒置，因其會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部電暈。

P）非氣密封電容器可能因“呼吸”過(guò)程中受潮。

3 、關(guān)于反向電壓

鉭電容器介質(zhì)氧化膜具有單向?qū)щ娦院驼魈匦?，?dāng)施加反向電壓時(shí)，就會(huì)有很大的電流通過(guò)，甚至造成短路而失效。因此，使用中應(yīng)嚴(yán)格控制反向電壓。

3.1 固體電解質(zhì)極性鉭電容量

一般不允許加反向電壓，并且不可長(zhǎng)期在純交流電路中使用。若在不得已的情況下，允許在短時(shí)間內(nèi)施加小量的反向電壓，其值為：25℃下：≤10%UR 或1V（取小者）85℃下 ≤ 5%UR 或0.5V （取小者） 125℃下≤1%UR或0.1V（取小者）。

如果將電容器長(zhǎng)期使用在有反向電壓的電路中時(shí)，請(qǐng)選用雙極性鉭電容器，但也只能在極性變換而頻率不太高的直流或脈動(dòng)電路中使用。

3.2 非固體電解質(zhì)鉭電容器

銀外殼非固體電解質(zhì)鉭電容器不能承受任何反向電壓。全鉭電容器能承受3V 反向電壓。非固體電解質(zhì)鉭電容器不能承受任何反向電壓。

3.3 原則上禁止使用三向電表阻擋對(duì)有鉭電容器的電路或電容器本身進(jìn)行不分極性的測(cè)試（容易施加反向電壓）。

3.4 在測(cè)量使用過(guò)程中，如不慎對(duì)液體鉭電容器施加了反向電壓或?qū)腆w鉭電容器施加了超過(guò)規(guī)定的反向電壓，則該電容器應(yīng)報(bào)廢處理，即使其各項(xiàng)電參數(shù)仍然合格，因?yàn)楫a(chǎn)品由反向電壓造成的質(zhì)量隱患有一定的潛伏期，在當(dāng)時(shí)并不一定能表現(xiàn)出來(lái)。

4、關(guān)于紋波電流

鉭電容器在線路設(shè)計(jì)中當(dāng)施加超過(guò)鉭電容器所能承受的紋波電壓、紋波電流時(shí)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品失效。

4.1 紋波電流

直流偏壓與交流壓峰之和不得超過(guò)電容器的額定電壓。交流負(fù)峰值與直流偏壓之和不得超過(guò)電容器所允許的反向電壓值。紋波電流流經(jīng)電容器產(chǎn)生有功功率損耗，導(dǎo)致產(chǎn)品自身溫度增加致使熱擊穿概率增大，有必要在電路中對(duì)紋波電流或是器允許功率損耗進(jìn)行限制（鉭電容器不應(yīng)長(zhǎng)期使用于交流分量較大或交流電路中）功率損耗（P有）與紋波電流（Irms）的關(guān)系由下式表示：

P 有=V -·I漏+I2 rms·R ≈ I2 rms·Rs

其中：V -：直流偏壓（V）；I漏：漏電流（μA）；Rs：等效串聯(lián)電阻（Ω）；I

rms ：紋波電流（mA）

由上式可以看出：當(dāng)Rs 增大或當(dāng)Irms 增大時(shí)，功率損耗增大。因此，在高頻線路中要求通過(guò)鉭電解電容器的紋波電流小和選用等效串聯(lián)電阻小的鉭電解電容器。各種非固體鉭電容器按殼號(hào)允許最大紋波電流有效值（+85℃ 40KHZ 0.66UR），在不同使用電壓、頻率下紋波電流系數(shù)。

4.2 產(chǎn)品額定電壓（UR）是指在額定溫度85℃下施加在電容器上的最高工作電壓。若超過(guò)額定電壓使用，則超過(guò)了介質(zhì)氧化膜Ta2O5 的抗電強(qiáng)度，將導(dǎo)致產(chǎn)品性能劣化，嚴(yán)重時(shí)甚至產(chǎn) 介質(zhì)擊穿、失效。所以在電路設(shè)計(jì)中，一般都采用了降額設(shè)計(jì)。

當(dāng)環(huán)境溫度不大于85℃時(shí)，降額的基準(zhǔn)為額定電壓

當(dāng)環(huán)境溫度大于85℃時(shí)，降額的基準(zhǔn)為類(lèi) 電壓約為額定電壓的0.65倍 若是低

阻抗電路，建議使用電壓設(shè)定在額定電壓的1/3 以下。工作電壓隨溫度變化的關(guān)系。

4.3 電容器在低阻抗電路中并聯(lián)使用時(shí)，將增加直流浪涌電流或大電流沖擊失效的危險(xiǎn)，同時(shí)應(yīng)注意并聯(lián)電容器中貯存的電荷通過(guò)其它電容器放電。

4.4 鉭電器在電路中，應(yīng)控制瞬間大電流對(duì)電容器的沖擊。建議串聯(lián)電阻以緩解這種沖擊，推薦串聯(lián)電阻R＞ 3Ω/V，以限制電流在300mA 以下 當(dāng)串聯(lián)電阻小于3Ω/V 時(shí)，則應(yīng)考慮進(jìn)一步的降額設(shè)計(jì)，否則產(chǎn)品可靠性將相應(yīng)降低 （如果將電路電阻從3Ω/V 降到≤ 0.1Ω/V，則失效率提高約10倍）。當(dāng)電容器用于紋波電路時(shí)，降額系數(shù)至少應(yīng)為0.5。選用高頻鉭電容器時(shí)，限流串聯(lián)電阻阻值可適當(dāng)降低（建議R＞ 2Ω/V）。

4.5 電容器在出廠前都進(jìn)行了可焊性檢測(cè)，不存在可焊性問(wèn)題，上機(jī)前不需要進(jìn)行浸錫預(yù)處理。如果必要時(shí)（如貯存兩年以上，或受潮，或受酸氣污染等）可作浸錫處理。

全密封固體鉭電容器無(wú)論是焊接，還是浸錫處理，處理距離都應(yīng)控制在技術(shù)規(guī)范規(guī)定的離封口錫包的3.2mm 處外，溫度不高于260℃，時(shí)間不小于5秒。因?yàn)槿芊夤腆w鉭電容器的密封材料是焊錫，如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溫度過(guò)高，或焊接距離本體太近＜3.2mm ，都有可能造成封口錫包熔化，導(dǎo)致電容器受潮、不密封，影響電性能和可靠性；嚴(yán)重時(shí)，電容器受熱后內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓，把封口處焊錫吸入內(nèi)部，造成腔內(nèi)有多余物并短路。進(jìn)行浸錫處理后的鉭電容器，最好在額定電壓、85℃下老化4～8小時(shí)，然后進(jìn)行電性能測(cè)量（雙極性產(chǎn)品應(yīng)每小時(shí)換向一次，漏電流量也應(yīng)兩個(gè)方向分別測(cè)量）。

4.6 鉭電容器一般可貯存14年以上（可焊接除外），但貯存2年以上或進(jìn)行浸錫處理的鉭電容器，在使用前最好施加額定電壓、電源內(nèi)阻不大于3Ω（非固體鉭需通過(guò)一個(gè)1100Ω（最大）的電阻器）85℃老化4～8小時(shí)，并進(jìn)行電性能測(cè)量（雙極性產(chǎn)品應(yīng)每小時(shí)換向一次，漏電流測(cè)量也應(yīng)兩個(gè)方向分別測(cè)

量）。

4.7 電路的開(kāi)或關(guān)，都會(huì)產(chǎn)生過(guò)渡狀態(tài)下的瞬時(shí)電壓，一般其值要大于工作電壓，而且產(chǎn)生相應(yīng)沖擊電流。如果電源和負(fù)載的電阻均較小，這樣瞬時(shí)電流值相當(dāng)大，容易引起電解電容器氧化膜的損傷，特別固體鉭電容器更為嚴(yán)重。因?yàn)楣腆w鉭電容器不耐大的沖擊電流，容易在氧化膜的薄弱區(qū)域發(fā)熱促使氧化膜晶化提早發(fā)生，并降低耐壓能力。

所以為提高使用壽命，電容器應(yīng)避免發(fā)頻繁的充、放電。

4.8 產(chǎn)品應(yīng)避免超溫使用。超溫下會(huì)使材料的性能發(fā)改變，因產(chǎn)品用的各種材料熱膨脹系數(shù)不同，可能產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力而使產(chǎn)品失效；產(chǎn)品在高溫下長(zhǎng)時(shí)間貯存，產(chǎn)品可能產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致失效。因此，產(chǎn)品必須在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。

4.9鉭電容器的失效率是對(duì)直流額定值而言（85℃、額定電壓），并且因使用條件

（環(huán)境溫度、施加電壓、電路電阻等）的不同而不同。在實(shí)際電路中，往往存在電壓或電流的峰值沖擊及紋波電流，或其它意外電沖擊，所以實(shí)際使用中降低額設(shè)計(jì)是必要的。建議一般降額至65%UR 以下，這樣才能保證產(chǎn)品及線路的完全性。當(dāng)環(huán)境溫度大于85℃時(shí)，應(yīng)考慮第3條降額基準(zhǔn)下的降額。

4.10 非固體電解質(zhì)鉭電容器在用濕PH試紙檢漏前應(yīng)充分放電，否則將會(huì)因電容器放電不完全使試紙與電容器陽(yáng)極接觸處呈紅色（陽(yáng)極的正電荷使試紙水中的OH 失去電荷，水中的H+過(guò)剩所致）；試紙與電容器陰極接觸處呈蘭色（是水中的H+得到電子而使OH-過(guò)剩所致的虛假現(xiàn)象），導(dǎo)致電容器被誤判為漏酸。

4.11 片式鉭電容器，無(wú)論是手工焊還是再流焊，都應(yīng)避免使用活性高、酸性強(qiáng)的助焊劑，以免清洗不干凈后滲透、腐蝕和擴(kuò)散，進(jìn)而影響其可靠性。建議用免清洗助焊劑。若要清洗，建議使用溶劑：異丙醇，時(shí)間應(yīng)不超過(guò)5分鐘；建議不要用超聲波清洗。

4.12 鉭電容器的引線（包括片式鉭電容器引出端），在測(cè)量、使用過(guò)程中應(yīng)注意避免赤手直接接觸，以免汗?jié)n、油漬等污染引起可焊性不良。

4.13 產(chǎn)品標(biāo)志符號(hào)說(shuō)明

有可靠性指標(biāo)的產(chǎn)品

4.14 推薦的鉭電容器安裝方法

鉭電容器若安裝固定不當(dāng)或固定效果差，都容易使整機(jī)在機(jī)械應(yīng)力（振動(dòng)、沖擊）作用下，導(dǎo)致鉭電容器引線承鉭電解電容器應(yīng)用指導(dǎo)受絕大部分機(jī)械應(yīng)力或共振，最終導(dǎo)致其斷裂，產(chǎn)品失效。

（1）軸向引出鉭電解電容器

A軸向引出產(chǎn)品的母體必須與線路板緊配合，盡量無(wú)縫隙，然后用膠或樹(shù)脂固定，否則機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生共振導(dǎo)致引線斷裂失效。

B引線彎折處離本或（焊點(diǎn)）6mm 以上，并有R（R至少為線徑的2倍），彎折處不能有傷痕。

C大殼號(hào)產(chǎn)品，由于本體重，在振動(dòng)環(huán)境中，引線無(wú)法承受全部應(yīng)力。安裝時(shí)本體必須加固，否則機(jī)械應(yīng)力易振斷引線失效，推薦的緊固件。

（2）單向引出鉭電解電容器

（3）在不影響整體線路設(shè)計(jì)的前堤下，建議線路板上安裝的元器件勻分布；若分布的元器件一邊輕，一邊重，整機(jī)做機(jī)械試驗(yàn)容易產(chǎn)生共振而易導(dǎo)致產(chǎn)品引線斷裂失效。

編輯：jq