电容承受温度与寿命,在开关电源设计过程中,不可避免地要挑选适用的电容。就100μF以上的中、大容量产品来说,因为铝电解电容的价格便宜,所以,迄今使用的较为普遍。但是,较近几年却发生了明显变化,避免使用铝电解电容的情况正在增加。出现这种变化的一个原因是,铝电解电容的寿命往往会成为整个设备的薄弱环节。电源模块制造厂家的工程师表示:“对于铝电解电容这种寿命有限的元件,如果可以不用,就尽量不要采用。”因为铝电解电容内部的电解液会蒸发或产生化学变化,导致静电容量减少或等效串联电阻(ESR)增大,随着时间的推移,电容性能肯定会劣化。电容器的电容量的基本单位是法拉(F)。在电路图中通常用字母C表示电容元件。盐城贴片陶瓷电容批发
钽电容器成本高。看看我们的淘宝就知道100uF钽电容和100uF陶瓷电容的价格差了。钽电容的价格是陶瓷电容的10倍左右。如果电容要求小于100uF,大多数情况下,如果满足耐压,我们通常需要陶瓷电容。陶瓷电容器的封装大于1206大容量或高耐压时尽量慎重选择。片式陶瓷电容器的主要失效形式是断裂(封装越大越容易失效):片式陶瓷电容器常见的失效形式是断裂,这是由片式陶瓷电容器本身介质的脆性决定的。由于片式陶瓷电容焊接直接在电路板上,直接承受来自电路板的各种机械应力,而铅制陶瓷电容可以通过引脚吸收来自电路板的机械应力。因此,对于片式陶瓷电容器,由于热膨胀系数不同或电路板弯曲,镇江100uf钽电容MLCC电容特点: 机械强度:硬而脆,这是陶瓷材料的机械强度特点。
类陶瓷电容器类稳定陶瓷介质材料,如美国电气工程协会(EIA)标准的X7R、X5R和中国标准的CT系列(温度系数为15.0%),不适用于定时、振荡等温度系数较高的场合。然而,因为介电系数可以做得非常大(高达1200),所以电容可以做得相对较大。一般1206贴片封装的电容可以达到10F或者更高;类可用的陶瓷介质材料如美国电气工程协会(EIA)标准的Z5U、Y5V和中国标准的CT系列低档产品(温度系数为22%、-56%的Z5U和22%、-82%的Y5V),这种介质的介电系数随温度变化很大,不适用于定时、振荡等高温度系数的场合。但由于其介电系数可以做得很大(可达1000~12000),电容比可以做得更大,适用于一般工作环境温度要求(-25~85)的耦合、旁路和滤波。一般1206表贴Z5U和Y5V介质电容甚至可以达到100F,从某种意义上说是取代钽电容的有力竞争者。
纹波电流容差影响电解电容器性能的较重要参数之一是纹波电流。纹波电流对铝电解电容器的影响主要是由于功耗对ESR的影响,使铝电解电容器发热,从而缩短使用寿命。从特性曲线(图2)可以看出,纹波电流对ESR造成的损耗与纹波电流有效值的平方成正比,所以随着纹波电流的增加,小时寿命曲线类似于抛物线函数曲线。降低纹波电流的方法可以采用更大容量的铝电解电容器。毕竟大容量铝电解电容器比小容量铝电解电容器能承受更大的纹波电流。也可以采用几个小容量铝电解电容并联,也可以选择低纹波电流的电路拓扑。一般来说,反激变换器产生的开关电流相对比较大。表1显示了各种开关转换器电路拓扑结构的滤波电容上的DC电流、整流和滤波纹波电流、开关电流和总纹波电流。当铝电解电容在高温或潮热的环境中工作时,阳极引出箔片可能会由于遭受电化学腐蚀而断裂。
为什么会有扭曲的裂缝?这是因为电路板上的补丁是焊接。对电路板施加过大的机械力,导致电路板弯曲或老化,产生扭曲裂纹。如果扭转裂纹从下外电极的一端延伸到上外电极,电容就会降低,使电路呈现开路状态(open)。因此,即使裂纹不是很严重,如果到达贴片内部电极,焊剂中的有机酸和水分也会通过裂纹间隙侵入,导致绝缘电阻下降。此外,电压负载会变高,电流过大时,较坏的情况会导致短路。一旦出现扭曲裂纹,很难从外部清理,所以为了防止裂纹的发生,应控制不要施加过大的机械力。一般来说,电容器封装越大,越容易产生机械应力失效。大容量低耐压钽电容的替代产品:高分子聚合物固体铝电解电容器。扬州贴片铝电解电容批发
MLCC电容特点:热脆性:MLCC内部应力很复杂,所以耐温度冲击的能力很有限。盐城贴片陶瓷电容批发
当电容器的内部连接性能恶化或失效时,通常会出现开路。电气连接的恶化可能是由腐蚀、振动或机械应力引起的。铝电解电容器在高温或湿热环境下工作时,阳极引出箔可能因电化学腐蚀而断裂。阳极引出箔与阳极箔接触不良也会造成电容器间歇性开路。1)在工作初期,铝电解电容器的电解液在负载工作过程中会不断修复和增厚阳极氧化膜(称为填形效应),导致电容下降。2)在使用后期,由于电解液损耗大,溶液变稠,电阻率增大,增加了等效串联电阻和电解液损耗。同时,随着溶液粘度的增加,铝箔表面不均匀的氧化膜难以充分接触,减少了电解电容器的有效极板面积,导致电容量下降。此外,在低温下工作时,电解液的粘度也会增加,导致电解电容损耗增加,电容下降。盐城贴片陶瓷电容批发