鉭電容的三宗罪

引言

看到某某的電容爆炸了，我也想就一些問(wèn)題給予一些補充，因為這玩意是很危險的，先上圖一張。這是在網(wǎng)上收集到的恐怖的一幕，鉭電容爆炸了，它會(huì )發(fā)明火，所以很多廠(chǎng)家都不用了。

罪狀一.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(xiàn)路板上。分析原因是其工 作時(shí)“擊穿”又“自愈”，在反復進(jìn)行，導致漏電流增加。這種短時(shí)間(ns～ms)的局部短路，又通過(guò)“自愈”后恢復工作。

關(guān)于“自愈”。理想的Ta2O5 介質(zhì)氧化膜是連續性的和一致性的。加上電壓或高溫下工作時(shí)，由于TA+離子疵點(diǎn)的存在，導致缺陷微區的漏電流增加，溫度可達到500℃～1000℃ 以上。這樣高的溫度使MnO2還原成低價(jià)的Mn3O4。有人測試出Mn3O4的電阻率要比MnO2高4～5個(gè)數量級。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(zhù)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)生達到安培級的電流。同時(shí)電容器本身的儲存的能量也很大，導致電容 器永久失效。

罪狀二.固鉭有“熱致失效”問(wèn)題

固鉭的Ta2O5介質(zhì)氧化膜有單向導電性能，當有充放大電流通過(guò)Ta2O5介質(zhì)氧化膜，會(huì )引 起發(fā)熱失效。無(wú)充放大電流時(shí)，介質(zhì)氧化薄相當穩定，微觀(guān)其離子排列不規則、無(wú)序的，稱(chēng)作無(wú)定形結構。目測呈現的顏色 是五彩干涉色。當無(wú)定形結構向定形結構逐步轉化，逐步變?yōu)橛行蚺帕?，稱(chēng)之微“晶化”，目測呈現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”疏散的結構導致鉭電容器性能惡化直至擊穿失效。

罪狀三.固鉭有“場(chǎng)致失效”問(wèn)題(dV/dT)

固鉭加上高的電壓，內部形成高的電場(chǎng)，易于局部擊穿。

擊 穿事故發(fā)生率隨時(shí)間減低到一個(gè)穩定值。當擊穿電壓被接近時(shí)，擊穿發(fā)生率增加。隨著(zhù)電壓的增長(cháng)，裝置因在某個(gè)疵點(diǎn)發(fā)生的熱逃逸而發(fā)生故障的機率也增加。擊穿 電壓依賴(lài)于脈沖的持續。在某些實(shí)驗中，可以看到擊穿電壓隨著(zhù)脈沖長(cháng)度的增加而降低。該過(guò)程不是十分確定的;擊穿以不定時(shí)間間隔出現在不定位置。在反模式 下，電擊穿是由于焦耳熱產(chǎn)生的熱擊穿的最終狀態(tài)

電容如果選擇不當的話(huà)，當電容失效后就會(huì )短路，一般的話(huà)，有兩個(gè)可以考慮，作為生產(chǎn)廠(chǎng)商，如果一定要失效之 后是開(kāi)路狀態(tài)的話(huà)，可以考慮內部有保險絲的系列，通過(guò)的電壓和電流都是有膽電容內部的保險絲所決定的。所以它失效后會(huì )是一個(gè)開(kāi)路的模式，還有客戶(hù)在選型的 時(shí)候，一定要考慮到足夠多的余量在里邊，如果在正常的工作電壓使用的情況下是非常的可靠的。

鉭電壓在工業(yè)電子，汽車(chē)電子，至少需要降額50%使用。

另外潮濕也會(huì )對電容的ESR起到很大的變化。

變化測試：

其機理如下圖所示：

一句話(huà)：慎重使用鉭電容。