出產鉭電容器的鉭金屬是一種稀有的高密度重金屬,它具有古怪的特性;在耐酸性上,它幾乎不和任何腐蝕性極強的酸發生反響,因而,運用它出產的鉭電容器的穩定性十分高,能夠保持幾十年功能不變.因而,在鉭電容器誕生初期,它是專用的軍用電容器.
別的,它又是一種十分簡單氧化的金屬.在室溫就能夠和氧發生簡單的氧化反響.此現象根本違背了根本的化學規律;簡單發生氧化反響的金屬一般都不耐酸腐蝕,可是,鉭金屬是個個例. 因而,出產出的鉭電容器就必定具有十分特殊的功能. 高穩定性,長壽命,高溫功能優秀.最高的容量體積比.當然,還有高本錢和過于雜亂的出產技術.AVX代理商
在長處杰出的前提下,鉭電容器也具有要命的弱點,耐紋波功能與其它電容器比較較差,不能接受過高的反向電壓.這與天才的藝術家相同;在具有超凡才干的一起,還有遠不如人的缺點......當然,假如運用辦法和條件適宜,鉭電容器依然具有最高的可靠性.這是它一至在軍用職業里運用成為首選的根本原因.
鉭電容器的這種兩面性即被人詬病,也被人贊賞;它即或許是運用幾十年后的儀器上依然功能完好如初的器材,也或許因為其它要素在加電測驗時就突然失效.
實踐上,鉭電容器的長處能夠經過適宜的運用和規劃完全發揮出來,前提是咱們運用者有必要對它的優缺點有滿足的了解,在選擇類型和規劃電路時把問題消滅在萌芽狀況.
我常常見到許多院所在進行電子整機的研制時,僅僅經過一下實踐的加電測驗,再經過各種條件下的負載試驗就能夠定型,但比及大批出產時,問題頻出.到出問題時,僅僅對某些進程細節進行查找,但沒有對系統的規劃可靠性進行客觀評估. 以事實為根底的開發驗證無可厚非,但一個合理的規劃不但需求小批次的實踐驗證,更應該能夠經過科學核算驗證. 因為一個規劃可靠性不行的電路是有或許經過小批的試驗驗證的,但到大批出產時就會不斷呈現問題.此問題的預防辦法只能有一個; 能夠經過可靠性核算的規劃+實踐試驗驗證的規劃.從更科學的視點看,咱們顯著疏忽了規劃的可靠性核算驗證.
咱們有必要認識到;可靠性首要應該是規劃出來的而不是別的.而規劃的可靠性怎么,有必要一起能夠經過可靠性核算驗證和實踐的整機負載試驗驗證.
當經歷能夠運用數學來驗證時,這個經歷才干夠稱為科學.否則,僅僅是帶含糊性質的經歷.
關于片式鉭電容器來說,它的運用可靠性是完全能夠事前核算出來的.不能等試驗時問題頻頻,才倒回去查找規劃的問題.這是緣木求魚的欠科學行為.
運用在電子電路中的鉭電容器在不同運用條件下的可靠性核算見下面的詳細闡明.只要把這些都顧及的滿足,整機的可靠性關于電容器部分的可靠性就能夠保證了.關于電子整機,最簡單失效的部分便是電源部分,關于電源部分,最簡單失效的元件便是電容器,處理了電容器的失效問題,根本上就能夠把整機的可靠性規劃進步到一個較高的水平.
以下的闡明會告訴鉭電容器運用者,假如恪守以下條件去運用,您的電路里的鉭電容器的可靠性和您規劃的設備的可靠性將能夠到達很高的規范;
1.整機系統可靠性和子系統的可靠性核算[根底]
不同品種的電子整機的可靠性規劃因為用途而不同很大,例如個人用的IT產品,一般能夠保證在3年內不呈現大的問題,質量反映較好的N0KIA個人產品,實踐上是因為可靠性規范就擬定的較高,所以才會呈現比較耐用的形象.而一些軍用的電子設備,因為作業環境的改動規模很大,因而,在規劃可靠性時,有必要考慮魯棒性[即應付意外條件改動的才能]怎么.因而,不同用途的電子產品的可靠性規劃取決于它的運用條件和運用環境約束.咱們不能要求把一個作業在室內的個人IT產品的可靠性等級進步到幾十年,這是一種浪費.同樣,你不能把武器的可靠性規劃到個人用IT產品的水平.這是違法.可是,一部電子設備的可靠性首要是規劃出來的,絕不是簡單出產決定的.因而,整機的可靠性規劃,有必要有清晰的能夠量化的滿足完善的參數目標.詳細的規范實踐上是各家公司或用戶的協議目標.根本沒有能夠遵循的固定值.
可是,電子整機的可靠性是建立在電路規劃可靠性和進程操控水平之上的.因而,整機的可靠性又能夠分解為許多個詳細的規范.
關于運用鉭電容器的電子整機,因為其元件的可靠性是能夠核算出來的,因而,分電路的可靠性就能夠核算出來.值得注意的是,整機的可靠性有必要以可靠性最低的電路或元件的可靠性為基準. 整機的可靠性假如能夠事前量化,那么就能夠經過適當的核算來進步可靠性最低的部分的可靠性規劃等級.
2.不同運用溫度下的可靠性核算.
鉭電容器漏電流隨溫度的添加而添加。作業在 85℃和 125℃之間，最大作業電壓Vmax有必要降額，適宜的降額幅度能夠從
下面的公式中求得：
Vmax=( 1-(T-85)/125)×VR
這里： T 是要求的作業溫度
VR是額外電壓
值得注意的是上述公式只適用于高阻抗的放電電路. 一起,上述公式并沒有考慮溝通分量和浪涌的影響,因而當運用溫度較
高時,有必要運用更大的降額電壓才干穩定可靠地作業.
3.不同運用電壓下的可靠性核算.
固體鉭電容器的可靠性受環境條件的影響很大。例如：溫度、濕度、沖擊、振動、機械應力和電場強度，包含應用電壓、
波紋電流、瞬間電流和電壓以及頻率。
電子整機的可靠性是建立在電子元件的更高可靠性根底之上，因而，在運用選型前有必要保證運用的元件的故障率高于整機
故障率要求，固體鉭電容器的現場故障率[MTBF]能夠從下面的表達式中核算出來：
MTBF=λ0(V/V0)3×2(T-T0)/10
這里：
MTBF：實踐作業條件下的故障率
最高容許運用溫度T：85度
V：實踐運用電壓
λ0：額外負載下的故障率 (1% /1000h)
T0：實踐運用溫度
V0：額外電壓
測驗條件：
溫度： 85 ℃
電壓： 額外電壓
Rs： 3Ω[要求的線路保護電阻]
上式闡明在實踐運用中過高的溫度和運用電壓對產品的可靠性影響十分大。在最高運用溫度和作業電壓限制的條件下，
應該盡或許選擇額外電壓更高的產品故障率才能夠到達要求。
4.濾波電路中的可靠性核算.
假如在電容器上施加波紋電流，在電容器內會發生焦耳熱（功率損耗），因而紋波電流大小會影響電容器的可靠性。
(1) 功率損耗
電容器經過溝通紋波時發生的實踐功率損耗能夠使用下面的公式核算：
P=I2 × ESR……………….公式 1
這里：
P: 功率損耗 (瓦特)
I: 波紋電流 (安倍)
ESR: 等效串聯電阻 (Ω)
鉭電容以其呈現色的高低溫特性而成為運用者在作業條件惡劣時的首選,但其可靠性因為鉭電容固有的缺點而遭到影響.特別是運用在高溫和高浪涌時,產品的可靠性遭到突然失效的威脅十分大（鉭電容爆破、鉭電容燒毀）.因而,進步鉭電容可靠性是咱們十分重要的盡力目標.
進步鉭電容介質層厚度和質量
貼片鉭電容的介質層具有很高的介電強度, 當直流電壓進步1V,產品的介質層厚度能夠添加16埃[每埃為百萬分之一毫米]. 因而,進步貼片鉭電容可靠性的最有用辦法便是經過添加鉭粉用量或比容,使產品的介質層更厚,使其能夠耐受的電壓更高.在體積容許的情況下,盡或許使規劃的產品的構成電壓更高.
別的,,不同的原材料質量和出產工藝及進程操控水平也能夠使產品的介質層在厚度一定時具有更好的質量.它對產品的可靠性影響相同較顯著.
下降鉭電容的ESR值
鉭電解電容在作業狀況,其ESR與產品可耐受的浪涌電流成反比,ESR越低的產品,能夠耐受的浪涌電流越大,因而想法下降產品的ESR值,也是進步產品可靠性的有用途徑. 別的,ESR較低的產品在作業頻率較高時產品的阻抗更小,而且容量改動也更小,因而對可靠性也能夠構成有利影響.
改動鉭電容電連接結構
咱們現在出產的鉭電容根本上都是單芯子結構，假如咱們把陽極芯子做成多個更小的再組裝后,依據并聯電路里總阻抗值與分阻抗值之間的分數聯系，把產品的陽極分紅幾部分，這樣產品的總阻抗值將成倍下降。這樣產品的耐浪涌才能將成倍進步,可靠性也成倍進步.這是不選用新陰極材料就能夠擴展產品運用頻率規模的一個成功辦法。選用多芯子結構的產品因為其極低的ESR值和優秀的耐浪涌才能,被職業電路專家建議為直流開關電源濾波電路的推薦產品.其可靠性只需求添加成型磨具就能夠成倍進步.因而咱們能夠在不添加出產本錢太多的條件下就能夠做到此點.
選用先進的貼片鉭電容出產工藝
科學無止境,在經過改進出產工藝,使出產出的產品的參數功能更優秀,相同能夠進步產品的可靠性.例如,在關鍵的介質層構成時,假如咱們能夠運用兩步發構成,先在產品的表面生成厚度較高的介質膜,然后再構成內部對容量有決定作用的介質膜,因為貼片鉭電容的內部結構是一個海綿狀的網絡結構,因為其存在很多微觀上的杰出部位,因而其表面在構成時,頂級部位的介質膜因為電場強度散布的趨膚效應而實踐散布到的電場強度大的多,因而,此處構成的介質膜的晶體物理結構簡單呈現問題,十分簡單構成可經過較大電流的導電通道.而且十分簡單呈現晶化現象.假如運用在低阻抗電路里,呈現浪涌時,加在產品上的實踐電壓大于產品能夠耐受的額外電壓,而因為趨膚效應,加在產品外層的電壓場強比產品內部介質膜上的場強更高,相當于加在產品邊際處的場強被擴大,因而在產品邊際十分簡單呈現擊穿現象.最風險的是這種擴大速度極快,導致產品介質膜上瞬間接受的場強遠超過容許值.因而,添加外表層介質層厚度在粉量遭到嚴厲約束時,是一個進步產品可靠性的十分有用的途徑.
