片式鉭,氧化鈮電容器的可靠性等級(jí)選擇

1、不同使用要求的片式鉭，氧化鈮電容器的可靠性等級(jí)選擇片式鉭和氧化鈮電容器共有四個(gè)基本的性能參數(shù);CR：電容器的標(biāo)稱電容量，單位微法uFtg：電容器室溫時(shí)的損耗角正切，單位是%               I：電容器在室溫時(shí)的漏電流，單位是微安Ua ESR：電容器在100KHZ時(shí)測(cè)試時(shí)的等效串聯(lián)電阻，單位是歐姆      對(duì)于不同規(guī)格的產(chǎn)品,上述四個(gè)參數(shù)根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)和GJB-2283-95都有嚴(yán)格的

2、規(guī)定值. 但是,在實(shí)際使用中,由于電路參數(shù)狀態(tài)差別和其它工作條件不同, 不同的電路參數(shù)實(shí)際上對(duì)產(chǎn)品的可靠性有不同的影響,因此,對(duì)產(chǎn)品具體性能參數(shù)要求也不能類同.  明白講;就是不同使用要求的片式鉭電容器對(duì)產(chǎn)品的可靠性等級(jí)選擇必須不同.  在很多用戶的實(shí)際使用中,由于對(duì)電路信號(hào)與產(chǎn)品參數(shù)性能間的匹配要求不熟悉,導(dǎo)致在設(shè)計(jì)選型時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤, 造成使用時(shí)的質(zhì)量問題,此類現(xiàn)象已經(jīng)成為設(shè)計(jì)選型時(shí)的最嚴(yán)重的問題. 此問題的形成原因有兩個(gè)；一，電容器制造商沒有向用戶提供有效的技術(shù)支持二，用戶本身對(duì)電容器的使用技術(shù)要求了解不夠當(dāng)然，更深層次的原因是設(shè)計(jì)者本身的專業(yè)技術(shù)

3、知識(shí)和實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)存在欠缺下文只對(duì)不同電路特點(diǎn)合適的片式鉭和氧化鈮電容器可靠性等級(jí)和參數(shù)等級(jí)提出建議；高功率脈沖充放電電路；鉭或氧化鈮電容器在此電路中相當(dāng)于次級(jí)電源；在正常工作狀態(tài)，電容器必須以需要的頻率不斷充電放電，為后續(xù)電路提供一定功率密度和頻率的脈沖電流，例如雷達(dá)的無線電波反射電源模塊里安裝的電容器此類電路根據(jù)設(shè)計(jì)需要，電容器的瞬間脈沖電流有可能達(dá)到幾安培甚至數(shù)十安培，而且電路電壓也存在波動(dòng)，因此，高的浪涌電流對(duì)電容器介質(zhì)層的耐電場(chǎng)沖擊能力要求非常高電容器的介質(zhì)層厚度和質(zhì)量對(duì)可靠性的影響是決定性的同時(shí)，由于電容器存在頻率一定的高功率輸出和輸入，電容器本身的等效串聯(lián)電阻也必須盡可能低，否則

4、，在正常工作狀態(tài)下電容器本身會(huì)產(chǎn)生過多的熱量，導(dǎo)致電容器可靠性降低使用在此類電路中的電容器必須具有最低的漏電流和最低的等效串聯(lián)電阻值否則，電容器在使用中非常容易出現(xiàn)擊穿和爆炸現(xiàn)象如果該電路的工作環(huán)境存在較大的波動(dòng)，例如軍用設(shè)備，還必須對(duì)該產(chǎn)品的高低溫性能提出特殊要求如果有可能在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中使用，則必須對(duì)該產(chǎn)品的耐交流紋波等級(jí)提出具體要求此類電路使用的電容器的實(shí)際參數(shù)必須遠(yuǎn)高于規(guī)定的參數(shù)極限值建議的漏電流等級(jí)必須比標(biāo)準(zhǔn)的極限值高一個(gè)數(shù)量級(jí)，等效串聯(lián)電阻必須小于標(biāo)準(zhǔn)的低標(biāo)準(zhǔn)另外，建議的使用電壓不應(yīng)該大于額定電壓的如果使用氧化鈮電容器,使用電壓可以達(dá)到額定電壓80%.同時(shí)，在電源的輸入端必須采用延時(shí)

5、電路保護(hù)設(shè)計(jì)此類電路合適的產(chǎn)品如公司的系列，公司的系列和北京廠的系列上述產(chǎn)品專為此類電路設(shè)計(jì)除具有高抗浪涌能力外，具有比低產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)更低的某些規(guī)格的值甚至可以達(dá)到高分子片式產(chǎn)品的水平頻率特性也非常出色信號(hào)強(qiáng)度很低，但工作頻率達(dá)到級(jí)的濾波電路；此類電路一般都是邏輯運(yùn)算和數(shù)字處理電路，由于電壓和電流都較低，而工作頻率很高，因此，必須要求電容器具有盡可能低的等效串聯(lián)電阻和等效串聯(lián)電感如果工作頻率達(dá)到級(jí)，一般的以二氧化錳半導(dǎo)體作陰極的鉭電容器已經(jīng)不適合此類電路，合適的電容器應(yīng)該是等效串聯(lián)電阻更低的有機(jī)高分子做陰極的電容器或疊層陶瓷電容器在使用時(shí)，必須知道其溫度特性較差，如果電路工作的溫度范圍較寬，對(duì)濾波

6、信號(hào)精度和穩(wěn)定性要求較高，則不能使用溫度特性較差的當(dāng)然，民用產(chǎn)品由于工作溫度環(huán)境較穩(wěn)定除外此類電路中的電容器選型，一定要知道不同類型的電容器的頻率特性差別很大，電路的工作頻率必須和電容器合適的工作頻率匹配而且一定要要求電容器具有盡可能低的等效串聯(lián)電阻因?yàn)殡娙萜鞯暮腿萘孔兓c頻率成反比，越低的產(chǎn)品，在頻率較高時(shí)容量下降的變化幅度越小反之越大此點(diǎn)非常重要由于此類電路的電壓較低，而且電流很小，所以對(duì)漏電流的要求可以適當(dāng)放寬此點(diǎn)與大功率脈沖充放電電路有明顯不同的性能和可靠性參數(shù)選擇但對(duì)于的要求必須最高開關(guān)電源電路濾波兼儲(chǔ)能充放電；片式鉭和氧化鈮電容器以上都使用在此類電路此類電路在開關(guān)的瞬間存在尖銳的持

7、續(xù)時(shí)間極短的電流脈沖和電壓脈沖，因此，此類電路被稱為高紋波電路或高危電路使用在此類電路中的電容器本身必須經(jīng)受以下電壓和電流沖擊； 1.穩(wěn)態(tài)的直流工作電壓;這是鉭電容器的工作電壓.         2.開關(guān)的瞬間加在產(chǎn)品上的浪涌電壓.         3.電路中的交流電壓紋波電壓.          4.直流浪涌電流.  

8、0;      5.交流紋波電流.         6.穩(wěn)態(tài)的直流電流.        以上電壓電流在不同電路中的變化量嚴(yán)重不穩(wěn)定，產(chǎn)品介質(zhì)層上瞬間承受的場(chǎng)強(qiáng)沖擊和熱沖擊非常高，因此，使用時(shí)必須保證施加在產(chǎn)品上的直流電壓和浪涌電壓及紋波電壓之和不能大于額定電壓.  對(duì)鉭電容器的耐壓要求是耐壓必須達(dá)到穩(wěn)態(tài)工作電壓的三倍對(duì)于氧化鈮電容器,使用電壓可以達(dá)到額定電壓的80%.以避免瞬間

9、的浪涌電壓超過產(chǎn)品的額定電壓同時(shí)，由于該類電路中還存在較高的交流紋波系數(shù)，所以，此類電路選擇的電容器除必須具有足夠的耐壓外，還必須具有盡可能低的等效串聯(lián)電阻，因?yàn)樵降偷漠a(chǎn)品在經(jīng)受一定的交流紋波時(shí)產(chǎn)品的發(fā)熱量越低，因此，電容器的可靠性也越高如果使用在此類電路中的電容器漏電流偏大或者損耗和偏高，該產(chǎn)品的可靠性肯定會(huì)存在問題 如果使用溫度也較高，那么還必須要求該產(chǎn)品的高溫性能非常出色 此類電路應(yīng)該使用可靠性等級(jí)最高的片式鉭電容器或氧化鈮電容器 工作溫度較高的電路； 此類電路由于工作環(huán)境較高，因此，在此條件下工作的電容器必須具有最低的高溫漏電流變化率和容量變化率普通的片式鉭和氧化鈮電容器由于使用的設(shè)計(jì)

10、和材料沒有對(duì)過高的溫度有對(duì)應(yīng)性，因此，不能使用在此類電路必須使用，使用專門的耐高溫材料和高冗于設(shè)計(jì)的高溫片式鉭電容器在電壓選擇時(shí)必須考慮到高的使用溫度必須降額幅度更大的基本要求例如廠的此產(chǎn)品容許的最高使用溫度可以超過度，但小于度 一句話，此類電路使用的電容器必須選擇專用的高溫電容器系列 電路設(shè)計(jì)時(shí)的可靠性保證措施； 正確選型，為可靠性要求予留參數(shù)余量 選擇質(zhì)量水平高的廠家生產(chǎn)的電容器并經(jīng)過測(cè)試篩選和不同廠家性能比較只選最優(yōu)不選介紹最牛的品牌 電路最好有保護(hù)性設(shè)計(jì)，例如延時(shí)保護(hù)電路現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛證明對(duì)提高電子元件和整機(jī)可靠性非常有效 整機(jī)不同環(huán)境實(shí)驗(yàn)和可靠性設(shè)計(jì)計(jì)算并重； 片式鉭電容器

11、在具體使用條件下的可靠性實(shí)際上是可以計(jì)算出來的，在設(shè)計(jì)選型初定時(shí)，先根據(jù)具體使用條件，計(jì)算一下該規(guī)格電容器在此種使用條件下的失效率 和現(xiàn)場(chǎng)故障率這樣，如果計(jì)算出的故障率和失效率低于整機(jī)故障率就必須重新選型因?yàn)?，整機(jī)實(shí)驗(yàn)也存在偶然性，整機(jī)通過實(shí)驗(yàn)并不能完全保證所有的使用都沒有問題片式鉭電容器的現(xiàn)場(chǎng)失效率 可以通過以下公式計(jì)算出來；  =0(V/V0)3×2(T-T0)/10  這里：   :    實(shí)際工作條件下的故障率。     

12、60;   溫度： T ；實(shí)際使用電壓： V   0:   額定負(fù)載下的故障率。(1% /1000h)         溫度： T0 ；額定電壓： V0  測(cè)試條件：     溫度： 85      電壓： 額定電壓     Rs: 3要求的線路保護(hù)電阻    鉭電容器的現(xiàn)場(chǎng)故障率可以通過下式計(jì)算出來；      式中；FU；工作電壓和額定電壓的修正系數(shù)=U1/UR    U1為實(shí)際工作電壓FT；工作溫度的修正系數(shù) =T1/T2   T1實(shí)際工作溫度 ，T2為容許的最大工作溫度85度FR；電路總電阻FB；基本的失效率。鉭電容器的基本失