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        完全系统电子元件中电解电容器的可靠性应用



        电解电容器的可靠性应用

          一、富于考虑纹波电压

          一般说来电解电容器都有正负极之分。顶用于既有直流电压又有交流电压分量的脉动电路中时,伊工作特点应注意。电解电容在采取时,要符合电解电容器两端规定的电压极性要求。顶用于级间耦合或脉冲电路时,在电容器上施加的水电压还要叠加交流电压成分的涨幅值,在少数情况下有可能使交流分量的负峰值电压过正直流电压值,于是使极性电容器处在反向工作状态,这样会使电容器的漏电流剧增,进而破坏正向工作特点而造成失效。从而,顶电容器两端存在脉动交流成分时,交流峰值电压与所加直流电压之和不应过电容器的测定工作电压。伊原因是交流成分引起电容器的温升发热比直流成分严重的多,故此要从严控制纹波的大小,一般说来不应过电容器额定工作电压的百分之二十。对于钽电解电容器,也应控制在百分之十以内。鉴于纹波电压可使电解液极化,且对损耗电阻RS影响很大,故此要对加到电容器上的纹波峰值电压进行实用的左右。一般说来技术标准规定允许的交流分量是指工频50 Hz谱下的同意值,如果采取频率过上述条件,可按下公式进行计算:

          式中,Ssh为电容器外壳表面积(单位cm2),t为环境温度下允许的温升(℃),f伪纹波电压的变数频率(Hz),C为电容量(μF),tgδ为具体利用频率下的损耗角正切值。

          电容器上的纹波电压应小于上式计算出来的纹波峰值电压。鉴于一般有冷水性电容器不能顶住反向电压,故此。有冷水性电容器在有冷水性变换或纯交流电路中是不允许的,而应选用产业化极性钽解电容器(如CA74全密封固体钽电容器)。无极钽电容器实际上是用两只有极性的钽电容器背靠背串联起来的,即使电容器在核电路中有一支钽电容处在正极性状态。

        二、正好回落使用电解电容环境温度

          在相同电压情况下,电解电容器的漏电流及损耗随温度的上升而变大,顶温度从室温25℃上升到85℃时,漏电流通常将增大3倍。电容器的漏电流及损耗是造成电容器发热的第一原因,故此降低电容器的采取环境温度,是延长电容器使用寿命,增强可靠性的有利措施,一般说来可按此温度降额要求开展规划。铝电解电容器应降低额定温度20~40℃;固体钽电容器可降低额定温度15~25℃;液体钽电容器应降低额定温度15~30℃。铝电解电容器由于在负温下之损耗会上升,故此一般额定温度为-20℃。

          三、大核电冲击和电路阻抗

          在采取中,随着环境温度的增长,电容器漏流也在增大,顶有大浪涌电流通过时,漏电流可能发生"雪崩"此情此景而使电容器损坏。未了不让这种状况发生,应增加电路的抵抗,使回路的抵抗不小于3 Ω/V。否则可靠性就会相应降低。

         四、电容器安装和焊接的可靠性

          如果电容器是最近出厂的产品,而且可焊性已赶到要求,一般说来不需要浸锡预处理。而如果储存时间较长则在采取前需进行浸锡处理,浸锡处理应控制在技术规范规定的关门3.2 mm对内,并避免时间过长或温度过高,造成封口熔化或引线与电极脱焊。对于片式电容器,还应避免使用活性高、酸性强的助焊剂,以免清洗不干净、腐蚀和扩散而影响产品可靠性。同时应控制片式电容器的焊接温度和时间, (一般说来为260℃/10秒)。电容器安装时,应远离发热元件。对于尺寸较大的电容器,决不能用电容器引脚来安装,为防止在振动或冲击中下引线断裂或密封损坏,还应设计夹持装置来固定。安装时,还应尽量使电容器有记号的面露出来,以便观察。

          五、 电解电容器的上班效率

          电解电容器适宜在工频条件下做能源的滤波或在低频电路中做旁路或级间耦合。而且电路阻抗愈低愈可靠。电解电容器工作时,正好于一个电解槽,其中一个电极是电解液。鉴于电解液的雷达比普通金属电极 高得多,从而,电解电容器的串联等效电阻较大。在直流或低效率条件下,等效串联电阻RS和等效电感L与具体电容器的腐殖质绝缘电阻尺RP对比可以忽略不表。而随着频率的上升,等效串联电阻RS和等效电感L都会随着增大。等效串联电阻RS增大是出于"集肤效应"引起的。等效电感L是与频率成正比的磁场引起的。一般说来情况下,频率增加时,容抗XC的值减小,而感抗XL则增加,这说明(XC-XL)2名将随频率的增长而减少,顶频率增加到某个频率点(XC-XL)2=0时,阻抗Z=RS。这时电容器将出现谐振。这是电容器对电路呈现纯电阻时的谐振点。顶频率高于电容器谐振点时,电容器实际上已成为一个电感而起不到电容器的打算了,故此要求一般电解电容器的采取频率不应过20 kHz。


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