第一組 鋁電解電容的失效機(jī)理和失效模式

1、1鋁電解電容的失效模式和失效機(jī)理n1200150207 陳炳火（組長）陳炳火（組長）n1200150208 陳偉斌陳偉斌n1200150203 李宜茹李宜茹n1200150232 鐘富生鐘富生n1200150304 牛帆帆牛帆帆n1200150311 何振林何振林 主講：主講：何振林何振林2鋁電解電容的基本概念n鋁電解電容的定義鋁電解電容的定義n 鋁電解電容器是一種有正極、負(fù)極的電容器，鋁電解電容器的基本結(jié)構(gòu)是由一層陽極鋁箔，一層陰極鋁箔和中間夾有一層浸有電解液的襯墊紙以及天然氧化膜經(jīng)重疊卷繞而成的，電極浸過電解液之后，再用鋁殼和膠蓋封閉起來的電容器。3鋁電解電容的組成組成鋁電解電容的材料有：

2、組成鋁電解電容的材料有： 電解紙、電解液、陽極鋁箔、陰極鋁箔、膠蓋、膠管、導(dǎo)針和鋁殼。鋁電解電容器的芯子是由陽極鋁箔、電解紙、陰極鋁箔、電解紙由里及外的順序依次疊放，卷繞成圓柱狀而形成的。4失效機(jī)理和失效模式n基本基本概念概念：n失效：失效：指的是零部件失去原有設(shè)計(jì)所規(guī)定的功能n失效機(jī)理：失效機(jī)理：引起失效的物理、化學(xué)或其他的原因和過程。比如過載，腐蝕等n失效模式：失效模式：失效的形式，比如開路，短路，漏電等 下面表格詳細(xì)列舉了鋁電解電容的失效模式，失效原因，失效部位，失效機(jī)理，失效類型和與失效相關(guān)的變量。56 從鋁電解電容的典型的失效案例分析主要是失效機(jī)理和失效模式鋁電解電容漏電流大導(dǎo)致整機(jī)

3、異常n案例案例：工廠在生產(chǎn)一款電子鎮(zhèn)流器過程中：工廠在生產(chǎn)一款電子鎮(zhèn)流器過程中，抽查，抽查了了10只鋁電解電容，發(fā)現(xiàn)樣品充電過程只鋁電解電容，發(fā)現(xiàn)樣品充電過程較長時(shí)，表現(xiàn)出漏電流不能較快降低、漏電流大到某種程度上就反映了阻容時(shí)間常數(shù)的較長時(shí)，表現(xiàn)出漏電流不能較快降低、漏電流大到某種程度上就反映了阻容時(shí)間常數(shù)的變變大大.n而而鋁電解電容的漏電流偏大造成的異常狀態(tài)保護(hù)時(shí)間延長，使得振蕩電路中的晶體管承鋁電解電容的漏電流偏大造成的異常狀態(tài)保護(hù)時(shí)間延長，使得振蕩電路中的晶體管承受不了過熱而燒毀。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，對抽查的電解樣品經(jīng)過幾次充放電后，電解電容的受不了過熱而燒毀。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，對抽查的電解樣品經(jīng)

4、過幾次充放電后，電解電容的漏電流就能得到恢復(fù)，保護(hù)用的電解電容器的電壓異常波形，漏電流就能得到恢復(fù)，保護(hù)用的電解電容器的電壓異常波形， 經(jīng)過三次左右的測試后，經(jīng)過三次左右的測試后，就會恢復(fù)保護(hù)用鋁電解電容的電壓正常波形。就會恢復(fù)保護(hù)用鋁電解電容的電壓正常波形。7n分析：從電解電容生產(chǎn)廠商提供的產(chǎn)品相關(guān)資料看，生產(chǎn)過程屬正常范圍，未有品質(zhì)異分析：從電解電容生產(chǎn)廠商提供的產(chǎn)品相關(guān)資料看，生產(chǎn)過程屬正常范圍，未有品質(zhì)異常的記錄，但是通過了解，知道鋁電解電容器生產(chǎn)廠商對所有的產(chǎn)品均會在限流電阻保常的記錄，但是通過了解，知道鋁電解電容器生產(chǎn)廠商對所有的產(chǎn)品均會在限流電阻保護(hù)下進(jìn)行充電老化。鋁電解電容生產(chǎn)

5、廠在產(chǎn)品老化時(shí)，如果老化夾具上的限流保護(hù)電阻護(hù)下進(jìn)行充電老化。鋁電解電容生產(chǎn)廠在產(chǎn)品老化時(shí)，如果老化夾具上的限流保護(hù)電阻燒毀或電解電容接觸不良，就會導(dǎo)致對應(yīng)夾具上的產(chǎn)品老化不充分，從而造成產(chǎn)品存在燒毀或電解電容接觸不良，就會導(dǎo)致對應(yīng)夾具上的產(chǎn)品老化不充分，從而造成產(chǎn)品存在漏電流過大的現(xiàn)象。漏電流過大的現(xiàn)象。n根據(jù)鋁電解電容器固有特性，鋁電解電容在不通電情況下電解液與鋁箔產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)根據(jù)鋁電解電容器固有特性，鋁電解電容在不通電情況下電解液與鋁箔產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，鋁電解電容中的絕緣介質(zhì)受到損傷，從而使漏電流回升。圖二為招電解電容器漏電流，鋁電解電容中的絕緣介質(zhì)受到損傷，從而使漏電流回升。圖二為招電

6、解電容器漏電流與存儲時(shí)間的特性曲線，從圖二的曲線可以看出，隨著存儲時(shí)間的延長，約與存儲時(shí)間的特性曲線，從圖二的曲線可以看出，隨著存儲時(shí)間的延長，約6個(gè)月后漏個(gè)月后漏電流逐漸增。電流逐漸增。8鋁電解電容電解液溢出無容量值導(dǎo)致整燈閃爍n案例：有一款案例：有一款LED驅(qū)動在壽命試驗(yàn)點(diǎn)到驅(qū)動在壽命試驗(yàn)點(diǎn)到1000h時(shí)發(fā)現(xiàn)整燈閃爍，經(jīng)過測試時(shí)發(fā)現(xiàn)整燈閃爍，經(jīng)過測試，確認(rèn)鋁電解，確認(rèn)鋁電解電容器有異常。細(xì)致分析后，產(chǎn)品本體外觀電容器有異常。細(xì)致分析后，產(chǎn)品本體外觀正常正常、防爆閥微鼓，且頂部鋁殼表面附有黃、防爆閥微鼓，且頂部鋁殼表面附有黃色物質(zhì)（懷疑電解液溢出）。色物質(zhì)（懷疑電解液溢出）。n現(xiàn)象現(xiàn)象：性能

7、：性能測試時(shí)發(fā)現(xiàn)鋁電解電容的損耗角值超出正常的標(biāo)準(zhǔn)、漏電流值在規(guī)定的范圍測試時(shí)發(fā)現(xiàn)鋁電解電容的損耗角值超出正常的標(biāo)準(zhǔn)、漏電流值在規(guī)定的范圍內(nèi)、但已測不出容量值、這表明了均與電解質(zhì)釋放有關(guān)。同時(shí)解剖了內(nèi)部芯子，發(fā)現(xiàn)內(nèi)內(nèi)、但已測不出容量值、這表明了均與電解質(zhì)釋放有關(guān)。同時(shí)解剖了內(nèi)部芯子，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的芯子卷繞整卉、芯子干枯、同時(shí)芯子頂部有輕微打火發(fā)黃現(xiàn)象，打火點(diǎn)與鋁殼防爆部的芯子卷繞整卉、芯子干枯、同時(shí)芯子頂部有輕微打火發(fā)黃現(xiàn)象，打火點(diǎn)與鋁殼防爆閥孔洞處相對應(yīng)閥孔洞處相對應(yīng)。n通過通過以上的分析，可以確認(rèn)造成這次點(diǎn)燈過程中閃爍的原因就是電解電容防爆閥槽在異以上的分析，可以確認(rèn)造成這次點(diǎn)燈過程中閃爍的原

8、因就是電解電容防爆閥槽在異常的情況下打開，造成電解液揮發(fā)。產(chǎn)品經(jīng)過長時(shí)間工作后，電解液從孔洞處溢出揮發(fā)常的情況下打開，造成電解液揮發(fā)。產(chǎn)品經(jīng)過長時(shí)間工作后，電解液從孔洞處溢出揮發(fā)較多、使內(nèi)部芯子干枯、電容容量值減小、損耗值增大較多、使內(nèi)部芯子干枯、電容容量值減小、損耗值增大,從而導(dǎo)致輸出電壓的紋波電壓過從而導(dǎo)致輸出電壓的紋波電壓過大，致使整燈閃爍。大，致使整燈閃爍。9鋁電解電容的預(yù)防失效 通過通過對電解電容器的失效模式和失效機(jī)理分析研究，為預(yù)防對電解電容器的失效模式和失效機(jī)理分析研究，為預(yù)防鋁電解電容失效提供了方法依據(jù)。預(yù)防措施應(yīng)包括存儲、電路設(shè)鋁電解電容失效提供了方法依據(jù)。預(yù)防措施應(yīng)包括存儲

9、、電路設(shè)計(jì)、安裝等各方計(jì)、安裝等各方面面。10鋁電解電容器存儲環(huán)境，應(yīng)注意：鋁電解電容器存儲環(huán)境，應(yīng)注意：n（1）避免與水或油污接觸或處于結(jié)露狀態(tài)。）避免與水或油污接觸或處于結(jié)露狀態(tài)。n（2）避免讓日光、臭氧，紫外線及放射線直接照射。）避免讓日光、臭氧，紫外線及放射線直接照射。n（3）避免處于充滿有害氣體的環(huán)境（硫化氫、亞硫酸、亞硝）避免處于充滿有害氣體的環(huán)境（硫化氫、亞硫酸、亞硝酸、氨水、酸、氨水、Cl2等）。等）。n（4）避免震動及沖擊，不得超過規(guī)格說明書中的規(guī)定值。）避免震動及沖擊，不得超過規(guī)格說明書中的規(guī)定值。11設(shè)計(jì)電路，應(yīng)注意：設(shè)計(jì)電路，應(yīng)注意：n（1）溫度和頻率的變化不能引起電性

10、能變化。）溫度和頻率的變化不能引起電性能變化。n（2）雙面印刷電路板上安裝電容器時(shí)，電容器的安裝位置避）雙面印刷電路板上安裝電容器時(shí)，電容器的安裝位置避免多余的基板孔和過孔。免多余的基板孔和過孔。n（3）兩只以上電容器并聯(lián)連接時(shí)的電流均衡。）兩只以上電容器并聯(lián)連接時(shí)的電流均衡。n（4）兩只以上電容器串聯(lián)連接時(shí)的電壓均衡和過電壓保護(hù)。）兩只以上電容器串聯(lián)連接時(shí)的電壓均衡和過電壓保護(hù)。12安裝時(shí)，應(yīng)注意：安裝時(shí)，應(yīng)注意：n（1）電容器正、負(fù)極間距必須與線路板板孔距相吻合。）電容器正、負(fù)極間距必須與線路板板孔距相吻合。n（2）保證防爆閥上方留有一定的距離和空間。）保證防爆閥上方留有一定的距離和空間。n（3）防爆閥上方盡量避免配線或安裝其他元件。）防爆