电容失效模式,机理和失效特点对于钽电容,失效与其他类型的电容一样,也有电参数变化失效、短路失效和开路失效三种。由于钽电容的电性能稳定,且有独特的“自愈”特性,钽电容鲜有参数变化引起的失效,钽电容失效大部分是由于电路降额不足,反向电压,过功耗导致,主要的失效模式是短路。另外,根据钽电容的失效统计数据,钽电容发生开路性失效的情况也极少。因此,钽电容失效主要表现为短路性失效。钽电容短路性失效模式的机理是:固体钽电容的介质Ta2O5由于原材料不纯或工艺中的原因而存在杂质、裂纹、孔洞等疵点或缺陷,钽块在经过高温烧结时已将大部分疵点或缺陷烧毁或蒸发掉,但仍有少量存在。在赋能、老炼等过程中,这些疵点在电压、温度的作用下转化为场致晶化的发源地—晶核;在长期作用下,促使介质膜以较快的速度发发生物理、化学变化,产生应力的积累,到一定时候便引起介质局部的过热击穿。如果介质氧化膜中的缺陷部位较大且集中,一旦在热应力和电应力作用下出现瞬时击穿,则很大的短路电流将使电容迅速过热而失去热平衡,钽电容固有的“自愈”特性已无法修补氧化膜,从而导致钽电容迅速击穿失效。在选择电源滤波电容时,需要考虑钽电容的额定电压、耐纹波电流和温度特性等因素。GCA44-H-4V-680uF-K

推荐的钽电容器安装方法钽电容器若安装固定不当或固定效果差,都容易使整机在机械应力(振动、冲击)作用下,导致钽电容器引线承钽电解电容器应用指导受绝大部分机械应力或共振,**终导致其断裂,产品失效。(1)轴向引出钽电解电容器A轴向引出产品的母体必须与线路板紧配合,尽量无缝隙,然后用胶或树脂固定,否则机械应力产生共振导致引线断裂失效。B引线弯折处离本或(焊点)6mm以上,并有R(R至少为线径的2倍),弯折处不能有伤痕。C大壳号产品,由于本体重,在振动环境中,引线无法承受全部应力。安装时本体必须加固,否则机械应力易振断引线失效,推荐的紧固件。(2)单向引出钽电解电容器(3)在不影响整体线路设计的前堤下,建议线路板上安装的元器件匀分布;若分布的元器件一边轻,一边重,整机做机械试验容易产生共振而易导致产品引线断裂失效。CAK37-63V-4800uF-K-C09钽电容在使用过程中需要注意避免短路、过电压和过电流等异常情况,以免造成损坏。

如果不分电路的回路阻抗类型,一概降额50%,在回路阻抗比较低的DC-DC电路,一开机就有可能瞬间出现击穿短路或现象.在此类电路中使用的电容器应该降额多少,一定要考虑到电路阻抗值的高低和输入输出功率的大小和电路中存在的交流纹波值的高低.因为电路阻抗高低可以决定开关瞬间浪涌幅度的大小。内阻越低的电路降额幅度就应该越多。对于降额幅度大小,切不可一概而论.必须经过精确的可靠性计算来确定降额幅度.4.5、用电压合适,但峰值输出电流过大。钽电容器在工作时可以安全承受的比较大直流电流冲击I,与产品自身等效串联电阻ESR及额定电压UR存在如下数学关系;I=UR/1+ESR如果一只容量偏低的钽电容器使用在峰值输出电流很大的电路,这只产品就有可能由于电流过载而烧毁.这非常容易理解.
缺点容量较小、价格也比铝电容贵,而且耐电压及电流能力较弱。它被应用于大容量滤波的地方,像CPU插槽附近就看到钽电容的身影,多同陶瓷电容,电解电容配合使用或是应用于电压、电流不大的地方。三、主要特性(1)具有单向导电性,即所谓有“极性”,应用时应按电源的正、负方向接入电流,电容器的阳极(正极)接电源“+”极,阴极(负极)接电源的“-”极如果接错不仅电容器发挥不了作用,而且漏电流很大,短时间内芯子就会发热,破坏氧化膜随即失效。(2)工作电压有一定的上限平值,但这方面的缺点对配合晶体管或集成电路电源,是不重要的。(3)可以非常方便地获得较大的电容量,在电源滤波、交流旁路等用途上少有竞争对手。(4)具有非常高的工作电场强度,并较任何类型电容器都大,以此保证它的小型化。(5)具有储藏电量、进行充放电等性能。不同规格的钽电容具有不同的自恢复时间和动作阈值等特性,需要根据实际应用进行选择。

5G基站对电子元器件先择的首要条件,就是要能满足户外温度波动下,产品的使用寿命及可靠性,要能得到可靠性保证,所以很多场合只能选用钽电容产品进行设计。而且5G基站由于覆盖范围有限,在基站建设数量上要比现在的4G基站多出2到3倍才能在覆盖范围上达到相对满意的用户体验。目前中国在建和规划的4G基站约为900万个,所以正在开工建设的5G基站要达到同样的覆盖率要求,至少需要约3000万个基站才行,这对于行业产能有限的钽电容供应方来说,压力同样是空前的。另外以特斯拉等新能源汽车的产销量流行病后正在快速市场修复,导致车用电源的钽电容用量随之增长。中汽协数据示中国6月新能源汽车销量10.4万辆,同比-33%、环比+27%正在快速恢复。而钽电容的大户特斯拉由于中国厂区的快速出货,更是让行业需求更加紧张。由于钽电容的阳极氧化物具有自愈特性,所以它们比铝电容更可靠,并能承受更高的工作电压。GCA30M-125V-2.2uF-K-0
钽电容具有高可靠性,长时间使用后不会出现容量衰减或漏电流增加等问题。GCA44-H-4V-680uF-K
耗散因子(DF值)耗散因子是决定电容内部功率耗散的一个物理量,越小越好,一般DF值随频率增加而增加。损耗大小对产品使用影响及可靠性影响说明:损耗(DF值)是表征钽电容器本身电阻能够造成的无效功耗比例的一个参数,损耗较小的产品ESR也将较小。但损耗大小的微小差别不会对使用造成明显影响,对工作状态的产品的可靠性影响与容量偏差的影响相比较大,但与产品漏电流大小和ESR大小对使用时的可靠性的影响相比仍然较小(漏电流大小和ESR大小影响>损耗大小影响>容量偏差的影响),滤波时如果产品的损耗较大,滤波效果差一些。同时,损耗较大的产品的抗浪涌能力也较差。3.4阻抗,等效串联阻抗(ESR)&感抗ESR是决定电容滤波性能的一个重要指标,钽电容的ESR主要是由引脚和内部电极阻抗引起,是电容在高频上表现的一个很重要的参数,一般来讲,同容量,同电压值的钽电容的ESR要低于电解电容,但要高于多层陶瓷电容,ESR随着频率和温度的增加而减少,ESR=DF/WC。在谐振频率以下,电容的阻抗是电容的容抗和ESR的矢量和,在电容产生谐振以后,电容的阻抗是电容的感抗和ESR矢量和。GCA44-H-4V-680uF-K
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