揭片式鉭電容器加電測試時的失效之“謎”
發布時間:2016-07-15 責任編輯:wenwei
【導讀】凡大量使用過片式鉭電容器的電子工程人員,可能都碰到過這樣的現象:”使用的片式鉭電容器在測試和篩選時性能合格,但是,安裝上板後進行加電測試時卻不斷出現擊穿短路的產品。“那到底是什麼原因造成的呢?我們一起來揭秘片式鉭電容器加電測試的失效之謎吧!
出現此現象的原因簡單分析有二:
1 使用的片式鉭電容器性能存在嚴重的質量缺陷
youyupianshitandianrongqishiyigetongyongyuanqijian,takeyishiyongdaogezhongdianzidianluzhongzuoweilvbohuoshunshifangdiandianyuan,duiyuyongtubutongdedianlu,zhengjigongdiangonglvchabiefeichangda,dianluzhongdedianxinhaoqiangduchabieshenzhikeyidadaobaibeiyishang,liru,shoujishangshiyongdepianshitandianrongqi、大(da)功(gong)率(lv)電(dian)源(yuan)上(shang)使(shi)用(yong)的(de)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)器(qi)及(ji)放(fang)電(dian)電(dian)容(rong)器(qi)等(deng)。由(you)於(yu)它(ta)們(men)的(de)使(shi)用(yong)條(tiao)件(jian)不(bu)同(tong),因(yin)此(ci),國(guo)家(jia)標(biao)準(zhun)必(bi)須(xu)覆(fu)蓋(gai)所(suo)有(you)的(de)使(shi)用(yong)條(tiao)件(jian)要(yao)求(qiu),導(dao)致(zhi)對(dui)電(dian)容(rong)器(qi)可(ke)靠(kao)性(xing)起(qi)決(jue)定(ding)作(zuo)用(yong)的(de)漏(lou)電(dian)流(liu)指(zhi)標(biao)就(jiu)放(fang)得(de)很(hen)寬(kuan),漏(lou)電(dian)流(liu)隻(zhi)要(yao)滿(man)足(zu)K≤0.01CR×UR(CR是額定容量,UR是額定電壓)即(ji)可(ke)。一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia),在(zai)使(shi)用(yong)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)的(de)功(gong)率(lv)較(jiao)低(di)的(de)個(ge)人(ren)用(yong)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)上(shang)不(bu)太(tai)會(hui)出(chu)現(xian)此(ci)問(wen)題(ti),但(dan)在(zai)功(gong)率(lv)較(jiao)大(da)的(de)電(dian)子(zi)整(zheng)機(ji)上(shang)使(shi)用(yong)時(shi),滿(man)足(zu)上(shang)述(shu)指(zhi)標(biao)又(you)根(gen)本(ben)不(bu)能(neng)保(bao)證(zheng)可(ke)靠(kao)性(xing)。
yinci,genjudianlugongdiangonglvhekekaoxingshiyongtiaojianbutong,bixuxuanzekekaoxingbutongdepianshitandianrongqi。tebieshijunyongdianzidianlu,shenzhibixukaolvdaodianrongqidelubangxingruhe。

2 質量不存在問題的片式鉭電容器為什麼在加電測試時仍然有可能出現擊穿短路的問題?
造成此問題的原因如下:
waijiedianyuanjinxingjiadianceshishidehuiludianzuguodi,daozhiceshijiadiandeshunjianlangyongdianyahelangyongdianliuguoda,dianrongqishangshijichengshouleyuanyuanchaoguorongxuzhideguoyachongjiheguoliuchongji。
必須弄清楚的是,在加電測試時,由於回路電阻過低而導致浪湧過高與電路單獨實際工作時電容器的工作條件完全不同。
此類電路基本上是開關電源電路(也叫DC-DC電路)。由(you)於(yu)很(hen)多(duo)用(yong)戶(hu)對(dui)此(ci)類(lei)低(di)阻(zu)抗(kang)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)信(xin)號(hao)特(te)征(zheng)了(le)解(jie)的(de)不(bu)夠(gou),因(yin)此(ci),在(zai)選(xuan)擇(ze)電(dian)容(rong)器(qi)規(gui)格(ge)時(shi)沒(mei)有(you)考(kao)慮(lv)到(dao)在(zai)開(kai)關(guan)的(de)瞬(shun)間(jian)電(dian)路(lu)中(zhong)會(hui)出(chu)現(xian)一(yi)個(ge)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)極(ji)短(duan)(小於1微秒)、能量密度極高的電壓和電流脈衝。此脈衝的瞬間電壓可以達到穩態電壓的2-10倍,電流可以瞬間達到穩態電流的十倍以上。
因此,在選擇電容器時,額定電壓偏低、容量不夠時,就會導致電容器在加電測試時瞬間過壓過流而失效。
dianrongqizhengchanggongzuoshi,dianyuanwangwangyoudandugongdiandedianchizucheng。youyukaiguandeshunjianjiazaidianrongqishangdedianyafeichangwending,dianliuyebigongyedianwangxiaohenduo,jiazhidianluzhongyibandouyaojiazhuangyizhilangyongdebaohudianlu,suoyi,shijishiyongshibuhuicunzaijiadianceshishideguoyaheguoliuxianxiang。
有you些xie工gong程cheng師shi則ze認ren為wei,隻zhi有you經jing過guo不bu限xian流liu的de工gong業ye電dian網wang的de大da功gong率lv開kai機ji測ce試shi才cai能neng保bao證zheng電dian路lu在zai實shi際ji工gong作zuo時shi的de可ke靠kao性xing達da到dao要yao求qiu,而er依yi我wo看kan,這zhe樣yang的de認ren識shi非fei常chang錯cuo誤wu,甚shen至zhi極ji度du有you害hai。原yuan因yin如ru下xia:
不(bu)加(jia)保(bao)護(hu)電(dian)阻(zu)的(de)大(da)功(gong)率(lv)電(dian)源(yuan)送(song)電(dian)測(ce)試(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)過(guo)高(gao)的(de)浪(lang)湧(yong)電(dian)壓(ya),此(ci)浪(lang)湧(yong)電(dian)壓(ya)會(hui)瞬(shun)間(jian)遠(yuan)超(chao)過(guo)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)實(shi)際(ji)耐(nai)壓(ya),這(zhe)點(dian)必(bi)須(xu)記(ji)住(zhu),不(bu)要(yao)再(zai)因(yin)為(wei)自(zi)己(ji)錯(cuo)誤(wu)認(ren)識(shi)而(er)導(dao)致(zhi)電(dian)路(lu)經(jing)受(shou)過(guo)壓(ya)和(he)過(guo)流(liu)衝(chong)擊(ji),導(dao)致(zhi)總(zong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)下(xia)降(jiang)。
進(jin)行(xing)魯(lu)棒(bang)性(xing)測(ce)試(shi)有(you)很(hen)多(duo)方(fang)法(fa),必(bi)須(xu)仔(zai)細(xi)選(xuan)擇(ze)合(he)理(li)的(de)實(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)。因(yin)為(wei)不(bu)合(he)理(li)的(de)實(shi)驗(yan)和(he)檢(jian)驗(yan)實(shi)際(ji)上(shang)有(you)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)元(yuan)件(jian)可(ke)靠(kao)性(xing)反(fan)而(er)受(shou)損(sun)。任(ren)何(he)一(yi)隻(zhi)片(pian)式(shi)鉭(tan)電(dian)容(rong)器(qi)它(ta)可(ke)以(yi)安(an)全(quan)承(cheng)受(shou)的(de)極(ji)限(xian)直(zhi)流(liu)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)見(jian)下(xia)式(shi):
I=UR/1+ESR
上式中,I是某隻片式鉭電容器容許承受的極限直流電流;UR是該隻產品的額定電壓;1是指該電路的回路電阻;ESR是該隻產品的實際等效串聯電阻。
從上式中可以得到如下結論:
1.任何一隻片式鉭電容器可以承受的安全直流浪湧電流都不同,額定電壓越高的產品可以承受更大的直流浪湧電流。
2.ESR越低的產品可以承受的安全直流浪湧電流越高,而容量越大的產品ESR越低。因此,在考慮可靠性時,容量大的產品不光可以擁有更大的輸出功率,而且可靠性更高。
3.回路電阻越大,電容器上就可以承受更高的浪湧電流衝擊。反過來理解,回路電阻越高,通過電容器的過高浪湧就會被抑製。
根據以上分析,可知,為了避免片式鉭電容器在加電測試時出現突然失效,必須注意如下幾點:
(1)使shi用yong工gong業ye外wai接jie電dian源yuan進jin行xing加jia電dian測ce試shi時shi,必bi須xu考kao慮lv被bei加jia電dian電dian路lu容rong許xu的de最zui大da直zhi流liu浪lang湧yong承cheng受shou能neng力li。某mou電dian路lu可ke以yi承cheng受shou的de最zui大da安an全quan浪lang湧yong電dian流liu必bi須xu以yi電dian路lu中zhong某mou隻zhi元yuan件jian的de最zui大da容rong許xu值zhi為wei限xian。充chong放fang電dian電dian路lu中zhong的de最zui大da峰feng值zhi放fang電dian電dian流liu不bu能neng超chao過guo某mou元yuan件jian的de最zui大da容rong許xu值zhi的de50%。工業外接電源的過大浪湧峰值電壓電流必須通過阻值合適的電阻進行限流。
一yi句ju話hua總zong結jie,使shi用yong外wai接jie工gong業ye電dian源yuan進jin行xing整zheng機ji加jia電dian測ce試shi,必bi須xu在zai輸shu入ru端duan加jia裝zhuang阻zu值zhi合he適shi的de電dian阻zu進jin行xing浪lang湧yong限xian製zhi,不bu能neng使shi用yong低di電dian阻zu的de外wai接jie電dian源yuan直zhi接jie對dui電dian子zi整zheng機ji進jin行xing突tu然ran的de加jia電dian測ce試shi。
(2)在大功率濾波電路和放電電路裏使用的電容器前麵必須加裝合理的延時保護電路。
(3)shiyongwaijiedianyuanjinxingdianzizhengjixingnenghekekaoxingceshishibixubaozhengshurudianludianxinhaotedianyushijiyingyongtiaojianjiejin。bunengduidianzizhengjihuofendianlujinxingpohuaixingdexingnengceshi,fouzehuidaozhizhengjikekaoxingxiajiang。
本文分析的前提是你必須選擇正確的、質量不存在問題的片式鉭電容器。對於因為選用質量不高的片式鉭電容器引起的故障不再進行分析。
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