电解电容器如何失效?预防技巧
电解电容器如何失效?预防技巧
电解电容器是一种电容器,它使用电解质来实现比其他类型电容器更大的电容。与使用由介电材料隔开的两个导体的普通电容器不同,电解电容器使用电解质作为其极板之一。然而,电解电容器也会由于各种问题而发生故障。在本文中,我们将讨论电解电容器是如何失效的。我们还将分享一些技巧来防止这种情况发生。
绝大多数电解电容器故障是由以下一种或多种机制引起的:电解质干涸、电极与电解质之间的粘附力丧失、电极腐蚀或电介质击穿。
- 当电解质蒸发时发生干涸,只在电极上留下一层固体氧化物。这可能是由于过热、过度充电或在低湿度环境中长时间存放造成的。
- 物理冲击、振动或长时间暴露在高温下可能会导致附着力丧失。
- 最后,电介质的击穿通常是由电应力(例如,过压或反向电压)引起的。
如何检测电解电容的故障?
电路中电解电容器的故障会导致短路(由于机械故障)、开路(制造缺陷、机械故障)、电容损失和高 ESR。短路:由于振动、冲击或导线受压,电极之间可能会发生短路。此外,施加超过推荐电压的电压、过大的纹波或脉冲电流都可能导致此问题。
开路:
- 当电容器安装在电路中时用力过大或在使用过程中受到振动或冲击。在这些情况下,引线和接头连接可能会弯曲或扭曲,最终导致开路。
- 如果密封组件维护不当,电解液会蒸发并导致开路。
- 在超过推荐范围的温度下工作、暴露于通过 PC 板图案传递的过多热量或长时间使用都可能导致密封材料损坏。
- 由于纹波应用不当导致电容器内部温度升高,电解液蒸发并通过端部密封材料泄漏。此后电解质将变干,导致开路。
电容下降,高损耗(高 ESR)
- 使用连续反向电压
- 如果电容器受到极端的充电和放电
- 反向电压、过电压、极端纹波或交流电压产生的气体
- 持续施加高于最大额定纹波的电流。
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如何最大限度地延长电解电容器的使用寿命?
铝制电解电容器会随着时间的推移而劣化。排气孔是电解质的一个常见特征,可以让额外的气体逸出。由于这种逸出,电解质可能会变干,从而降低电容器的性能。应采取预防措施以延长电容器的使用寿命。在其电压范围内操作电容器:
- 将施加的电压保持在规定的范围内。
- 电解电容器只能在其最大额定值的大约 50%下运行(根据设计指南)
- 如果超过最大限制,漏电流将增加,组件可能会发生故障。