钽电容是一种高精度的电子元件,由金属钽作为电容器两极板材料制成。与传统的电解电容相比,钽电容具有更小的体积和更高的耐压能力,因此在现代电子设备中得到了应用。 钽电容器的特点在于其高稳定性和低漏电流。由于钽金属的化学稳定性好,所以电容器的稳定性很高,不易受温度和电压波动的影响。此外,钽电容的漏电流也非常小,可以有效避免电子设备中的信号损失。钽电容器的应用范围非常广,包括计算机、通讯设备、电源、医疗设备等多个领域。在计算机中,钽电容可以用于电源滤波和信号耦合;在通讯设备中,钽电容可以用于滤波和振荡电路;在电源中,钽电容可以用于滤波和储能;在医疗设备中,钽电容可以用于心电图和脑电图等设备的信号耦合。钽电容具有一定的自恢复能力,但在过电压严重的情况下,仍有可能发生故障。GCA72-10V-2.2uF-K-1
固钽因“不断击穿”又“不断自愈”问题产生失效。在正常使用一段时间后常发生固钽密封口的焊锡融化,或见到炸开,焊锡乱飞到线路板上。分析原因是其工作时“击穿”又“自愈”,在反复进行,导致漏电流增加。这种短时间(ns~ms)的局部短路,又通过“自愈”后恢复工作。关于“自愈”。理想的Ta2O5介质氧化膜是连续性的和一致性的。加上电压或高温下工作时,由于Ta+离子疵点的存在,导致缺陷微区的漏电流增加,温度可达到500℃~1000℃以上。这样高的温度使MnO2还原成低价的Mn3O4。有人测试出Mn3O4的电阻率要比MnO2高4~5个数量级。与Ta2O5介质氧化膜相紧密接触的Mn3O4就起到电隔离作用,防止Ta2O5介质氧化膜进一步破坏,这就是固钽的局部“自愈了”。但是,很可能在紧接着的再一次“击穿”的电压会比前一次的“击穿”电压要低一些。在每次击穿之后,其漏电流将有所增加,而且这种击穿电源可能产生达到安培级的电流。同时电容器本身的储存的能量也很大,导致电容器长久失效。 GCA72-10V-2.2uF-K-1钽电容应用于计算机、通信、医疗、航天和汽车等领域,为电子设备的稳定运行提供保障。
钽电容的极性,对于贴片钽电容来说,有一条横线的那一端是钽电容的正极,而另一端就是钽电容的负极。对于有引线管脚的钽电容来说,长腿的一端是钽电容的正极,短腿的一端是负极。在焊接电容时,不能将钽电容的正负极接反,否则就无法起到作用,甚至引起可怕的后果:轻则电容被烧焦;重则引起电容爆燃。所以安装钽电容的时候,一定要小心谨慎。如下列图像所示:六、应用钽电容器不仅在通讯,航天等领域应用,而且钽电容的应用范围还在向工业控制,影视设备、通讯仪表等产品中大量使用。
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。钽电容具有低漏电流和低等效串联电阻,使其成为许多电源应用中的理想选择。
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.钽电容的另一个优点是它的自恢复能力,当电压超过额定值时,它会短暂断开电路,以避免过电压损坏。GCA351-40V-6.8uF-K-0
钽电容的绝缘电阻大,可以减小漏电流对电路的影响。GCA72-10V-2.2uF-K-1
钽电容器使用时的生产过程因素导致的失效,很多用户往往只注意到钽电容器性能的选择和设计,而对于贴片钽电容安装使用时容易出现的问题视而不见;举例如下;A,不使用自动贴装而使用手工焊接,产品不加预热,直接使用温度高于300度的电烙铁较长时间加热电容器,导致电容器性能受到过高温度冲击而失效.B,手工焊接不使用预热台加热,焊接时一出现冷焊和虚焊就反复使用烙铁加热产品.C,使用的烙铁头温度甚至达到500度.这样可以焊接很快,但非常容易导致片式元气件失效贴片钽电容实际使用时的可靠性实际上可以通过计算得出来,而我们的很多用户使用时设计余量不够,鲁棒性很差,小批实验通过纯属侥幸,在批生产时出现一致性质量问题.此时,问题原因往往简单被推到电容器生产商身上,忽略对设计可靠性的查找.钽电容器使用时的无故障间隔时间MTBF对于很多用户来讲还是一个陌生的概念.很多使用者对可靠性工程认识肤浅.过于重视实验而忽略数学计算.导致分电路设计可靠性比整机可靠性低,因此,批量生产时不断出现问题.不懂得失效是一个概率问题,非简单的个体问题.实际上钽电容器使用时容易出现的故障原因和现象还很多,无法在此一一论述.如果有使用时的新问题,可以及时交流.GCA72-10V-2.2uF-K-1
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