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电源电路中的电容的选型和使用:钽电容/铝电解电容

大家都知道,电解电容是很多电子设备寿命的短板,电源电路里离不开使用各种电容进行滤波、储能、旁路等,了解电解电容的失效模式,根据应用场合选择参

我们都知道,电解电容是许多电子设备寿数的短板,电源电路里离不开运用各种电容进行滤波、储能、旁路等,了解电解电容的失效形式,依据运用场合挑选参数适宜的电解电容,是保证电源安稳牢靠必不可少的技术之一。

一、 钽电容的运用选型

1、钽电容的优胜特性,或许让你爱不离手

钽电容的作业温度规模宽、温度特性安稳,比容量大,具有共同的自愈特性,能满意长时刻作业的安稳性。

2、钽电容的固有丧命缺陷,让你恨铁不成钢

一般钽电容的要害成分是Ta2O5,该介质受热后应力会不安稳,牢靠运用的电压低,抗浪涌电压和浪涌电流才能都较差,且失效的形式是短路,简单引起高温、火灾等其它损伤。

图1 钽电容的失效示意图

3、牢靠运用钽电容的要害

(1) 关于上述介绍的钽二氧化锰电容,进行电压降额,如图1所示,钽二氧化锰电容的作业电压随温度升高而下降,温度高于85℃时引荐运用电压为额外电压的33%,失效危险可大大下降。

图2 钽电容温度电压降额曲线

(1) 操控钽电容温度,减小纹波电流和远离热源。

(2) 尽量不要将钽电容放在电源输入侧滤波,在接通电源瞬间,大冲击电流易导致钽电容失效。

(3) 改用钽聚合物电容:上述介绍的是价格较低的钽二氧化锰电容,它具有较多丧命缺陷,致使在某些场合被禁用。而钽聚合物电容除了保存钽二氧化锰电容的许多长处外,其失效危险大大下降。图3示出了钽聚合物电容的引荐运用电压,较钽二氧化锰电容其电压承受才能显着提高。

图3 钽二氧化锰和钽聚合物电容外观

图4 典型钽聚合物电容的温度电压降额特性

二、 惯例铝电解电容的运用选型

1、 铝电解电容的优缺陷:

长处:具有易取得大容量高耐压、价格低廉等明显长处,常用在电源的输入输出滤波电路。

缺陷:怕高温。由于铝电解电容的电解质为液态,芯子发热或环境温度较高将导致电解液蒸发,长时刻高温导致电解液干枯失效。

图1 铝电解电容失效示意图

2、 电源电路中铝电解的运用注意事项

(1) 避免卤素腐蚀

铝电解电容对氯元素、溴元素等十分灵敏,假如运用含卤素的助焊剂、清洗剂、固定剂、熏蒸剂,卤化物或许透过封口胶塞侵入电容器内部,极易引起电容阳极腐蚀,在上电后加速电容失效。因而有必要严厉管控生产工艺过程中运用的相关灵敏制剂的卤素成分。

(2)存储环境的操控和定时激活

需操控电解电容的寄存环境和时刻,定时进行上电赋能。

铝电解经长时刻在高温环境下寄存饭后,电容阳极氧化膜和电解液会发生化学反响,形成耐压下降、漏电流增大。当忽然上电,电容电压挨近额外电压后,或许引起过压失效或漏电流过大导致过热失效。

对应单体电容特别是高压类电容,长时刻寄存后需激活处理,主张串接1kΩ维护电阻,逐步加压到额外电压,保持1小时左右,使得电容阳极氧化膜得以修正,漏电流回到正常水平。

(3)合理布局PCB上的器材,使铝电解电容远离热源

(4)依据产品特性,选取固态电容

如:在低压大电流输出的运用场合,运用铝固态电容。铝固态电容具有极低的ESR和高纹波电流承受才能,十分适用于低压大电流的整流滤波场合。

图2 常见电解电容外观与固态电容运用

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