鉭電解電容器失效模式

鉭電解電容器具有高功率密度、高頻低損耗(低等效串聯(lián)電阻)、耐浪涌能力強(qiáng)、損耗小、漏電流小和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，小型化、高容量和阻燃型成為其新的發(fā)展方向。在航天、航空、汽車、計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制和通信儀表中越來(lái)越多被應(yīng)用。

鉭電解電容器在整機(jī)線路中主要起到濾波、耦合、去耦、延時(shí)及儲(chǔ)能等作用。在航天、航空領(lǐng)域，高頻、大功率電源模塊及高密度小體積電源電路和特用電源(DC/DC、AC/DC)中應(yīng)用**。

雖然鉭電容器具有“自愈”特性，而且與同屬電解電容的鋁電解電容器相比，穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性更占有優(yōu)勢(shì)，但受自身材料特性及應(yīng)用環(huán)境等因素影響，在實(shí)際應(yīng)用中，鉭電解電容器失效率還是相對(duì)較高的。

我們歸納鉭電解電容器的失效過(guò)程，主要有三種形式:

1突發(fā)式：指電容器突然擊穿短路甚至燒毀，從而造成鉭電解電容器致命性的功能失效

2漸變式：指電容器性能參數(shù)隨時(shí)間變量逐漸惡化直至超差失效，如漏電流增加，損耗增大

3時(shí)好時(shí)壞：為電容器的性能不穩(wěn)定，時(shí)好時(shí)壞，如電容器的開(kāi)路失效不穩(wěn)定等

1鉭電解電容器自身缺陷導(dǎo)致失效

鉭電解電容器自身缺陷導(dǎo)致失效包括鉭芯Ta2Os氧化膜局部瑕疵痞斑，引發(fā)電容器漏電流增加、阻性擊穿、短路甚至爆裂;內(nèi)部多余物引起短路;全密封液體鉭電解電容器漏液引起電容器失效;電容器內(nèi)部電極結(jié)構(gòu)缺陷引起開(kāi)路失效等。

1.1 Ta2Os氧化膜局部瑕疵引發(fā)失效

Ta20,氧化膜即為鉭電解電容器的介質(zhì)膜，氧化膜的質(zhì)量對(duì)鉭電解電容器的質(zhì)量起著關(guān)鍵的作用;由于氧化膜的瑕疵缺陷引發(fā)的鉭電解電容器失效，也占了鉭電解電容器失效的大部分比例。Ta2Os氧化膜局部瑕疵缺陷，可以引發(fā)電容器漏電流增加、阻性擊穿、短路甚至爆裂。

1)氧化膜瑕疵缺陷引發(fā)電容器短路

2)氧化膜瑕疵缺陷引發(fā)漏電流增大

1.2內(nèi)部多余物引起短路

此種失效--般發(fā)生在固體電解質(zhì)鉭電容器內(nèi)部，由于此種鉭電解電容器內(nèi)部陽(yáng)極鉭絲周圍存在腔體，而腔體圓周側(cè)面就是電容器的陰極外殼，如果電容器的裝配工藝控制不好，內(nèi)部殘留多余物，則有可能搭接在陽(yáng)極鉭絲和陰極外殼間，引發(fā)短路失效。

1.3內(nèi)部電極連接缺陷導(dǎo)致開(kāi)路失效

1)電容器陰極開(kāi)路

2)電容器陽(yáng)極開(kāi)路

2鉭電容器使用不當(dāng)造成電容器失效鉭電容器使用不當(dāng)造成電容器失效包括:電容器受到反向電動(dòng)勢(shì)作用引起電容器失效，以及高溫應(yīng)用降額不夠?qū)е聯(lián)舸┦У取?span lang="EN-US">

2.1反向電動(dòng)勢(shì)作用造成電容器失效

2.2高溫應(yīng)用降額不夠?qū)е聯(lián)舸?span lang="EN-US">

3結(jié)束語(yǔ)

短路、開(kāi)路以及參數(shù)超差是鉭電解電容器常見(jiàn)三種失效模式包括。造成電容器短路失效的機(jī)理包括Ta20s介質(zhì)膜擊穿及多余物搭接內(nèi)電極等，介質(zhì)膜擊穿的原因可能是介質(zhì)膜本身存在缺陷，也可能是由于使用不當(dāng)造成的。電容器開(kāi)路失效，則是由電容器內(nèi)部電極開(kāi)路引起的，內(nèi)部電極開(kāi)路主要與電容器封裝工藝不良有關(guān)。電容器漏電流或損耗角參數(shù)超差，則主要與內(nèi)部鉭塊介質(zhì)膜本身存在缺陷有關(guān)。