电容8——电容的降额规范

电容8——电容的降额规范非固体铝电解电容器降额规范器件应力考核点：正向电压（浪涌电压）；反向电压；纹波电流；预期寿命1器件简述非固体铝电解电容器的工作介质是在金属铝极箔表面用电解法生成的一层金属氧化物──三氧化二铝（Al2O3），之所以称为非固体，是因为铝电容器的负极是由液体（也称作电解液）充当的。铝电解电容器的结构图如下：铝电解电容器结构图从结构图可以看到，电容器的芯子是由一层正极箔，一层间隔纸（电解液就浸在间隔纸上，故也称作电解纸），一层负极箔，再一层间隔纸卷绕而成，正负极箔分别铆接上引线以连接到电路中。电容器芯子用铝外壳和橡胶塞密封后，再套上热缩套管，就构成了完整的电容器，热缩套管上已印刷了用以识别电容器的商标、额定电压、标准容量、容量误差、工作温度、厂家型号、负极标志等内容。铝电解电容器在电路中主要起滤波、隔直、稳压的作用，实际制造出来的电容器在电路中使用时并不是理想的元件，含有ESR和ESL，其等效电路图如下：ESR的存在是电容器工作时发热的最主要原因，它不但决定了流过电容器的纹波电流的大小，更是影响电容器实际使用寿命的重要因素。铝电解电容器的芯子是卷绕而成的，所以有ESL的存在，它决定了铝电解电容器工作频率不能太高，否则就没有滤波效果，铝电解的工作频率一般在几十Hz~~100KHz。铝电解电容器是有极性的，在应用时绝不能反接。2器件常见失效模式及降额点选取说明相对于其它阻容器件来讲，铝电解电容器因含有液体作负极材料，所以失效率相对较高，且有严格的寿命要求，这在设计选型时需考虑。铝电解常见的失效模式有：短路，开路，电参数性能劣化，防爆阀开裂，漏液。从铝电解电容器应用过程中的失效原因看，主要有以下三种：电应力引起的失效：·过电压：电介质击穿，严重时会起火。·反压现象：严重时会爆炸起火。·纹波电流过大：内部温升过高，介质遭到破坏，电解液干涸，寿命缩短。热应力引起的失效·过高的环境温度，导致材料性能的蜕化或劣化，电解液挥发，寿命缩短。·不适当的焊接热冲击。机械应力引起的失效·引脚间距与PCB板间距不匹配造成外应力损伤。·冲击和震动造成的机械应力损伤。·单板加工时电容内部受伤。综上所述，对铝电解电容器降额考核点主要有4个方面：正向电压（浪涌电压）；反向电压；纹波电流；预期寿命。3器件应力限制3.1正向电压；浪涌电压在I、II工作区最坏应力情况下，正向电压（I区），浪涌电压（II区）降额必须满足下表：应力考核点产品工作区B级产品A级产品正向电压I工作区最坏情况90%90%浪涌电压II工作区最坏情况100%100%