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鉭電解電容器應(yīng)用指南

本文來自于國內(nèi)以鉭電解電容著稱的振華新云原廠資料:

1、  關(guān)于反向電壓
1.1、 固體電解質(zhì)鉭電容器
A   固體電解質(zhì)極性鉭電容器,一般不允許加反向電壓,并且不可在純交流電路中使用。若在不得已的情況下,允許在短時間內(nèi)施加小量的反向電壓,其值為:25℃下:≤10%UR或1V(取小者);85℃下:≤5%UR或0.5V(取小者);125℃下:≤1%UR或0.1V(取小者)。
B   如果將電容器長期使用在有反向電壓的電路中時,請選用雙極性鉭電容器,但也只能在極性變換而頻率不太高的直流或脈動電路中使用。
1.2、 非固體電解質(zhì)鉭電容器
 銀外殼固體電解質(zhì)鉭電容器不能承受任何反向電壓。
1.3、 原則上禁止使用三用表電阻擋對有鉭電容器的電路或電容器本身進行不分極性的測試(容易施加反向電壓),當(dāng)電路全部采用了35V以上(含有35V)固體鉭電容器時,應(yīng)能承受三用表1.5V電源的反向測試,9V電源則應(yīng)絕對禁止。
1.4、 在測量使用過程中,如不慎對非固體鉭電容器施加了反向電壓或?qū)腆w鉭電容器施加了超過規(guī)定的反向電壓,則該電容器應(yīng)報廢處理,即使其各項電參數(shù)仍然合格,因為產(chǎn)品由反向電壓造成的質(zhì)量隱患有一定的潛伏期,在當(dāng)時并不一定能表現(xiàn)出來。

2、  關(guān)于紋波電流
2.1、 直流偏壓與交流分壓峰值之和不得超過電容器的額定電壓值。
2.2、 交流負峰值與直流偏壓之和不得超過電容器所允許的反向電壓值。
2.3、 紋波電流通過鉭電容器時產(chǎn)生了有功功率損耗,進而電容器自身溫升導(dǎo)致的熱擊穿失效概率增大,因此有必要對通過電容器的紋波電流或電容量允許的功率損耗進行限制(鉭電容器不應(yīng)長期使用于交流分量大或純交流電路中)。
   功率損耗(P)與紋波電流(Irms)的關(guān)系由下式表示:
   P=V-·I+I2rms·R≈I2rms·Rs
   其中:V-:直流偏壓(V);I漏:漏電流(A);
      Rs:等效串聯(lián)電阻(Ω);Irms:紋波電流。
   由上式可以看出:當(dāng)Rs增大或當(dāng)Irms增大時,功率損耗增大。因此,在高頻線路中要求通過鉭電解電容器的紋波電流小和選用等效串聯(lián)電阻小的鉭電解電容器。
2.3.1、各種固體電解質(zhì)鉭電容器按殼號散熱效率所允許的功率損耗見表1。

  表1  固體電解質(zhì)鉭電容器允許的功率損耗及溫度降額系數(shù)

2.3.2、各種非固體鉭電容器按殼號允許最大紋波電流有效值(85℃,40KHz、0.66UR)見表2、表3。

 表2:CA31、CA81型非固體電解質(zhì)鉭電容器的最大紋波電流(有效值)

  表3:CA35、CA351型非固體電解質(zhì)鉭電容器的最大紋波電流(有效值)

3、  鉭電容器的失效率是對直流額定值而言(85℃、額定電壓),并且因使用條件(環(huán)境溫度、施加電壓、電路電阻等)的不同而不同。在實際電路中,往往存在電壓或電流的峰值沖擊及紋波電流,或其它意外電沖擊,所以實際使用中的降額設(shè)計是必要的。在進行電路設(shè)計時,建議采用降額設(shè)計。當(dāng)環(huán)境溫度不大于85℃時,降額的基準(zhǔn)為額定電壓;當(dāng)環(huán)境溫度大于85℃時,降額的基準(zhǔn)為類別電壓,類別電壓約為額定電壓的0.65倍;若是低阻抗電路,建議使用電壓設(shè)定在額定電壓的1/3以下。工作電壓隨溫度變化的關(guān)系見圖1。

4、  電容器在低阻抗電路中并聯(lián)使用時,將增加直流浪涌電流或大電流沖擊失效的危險,同時應(yīng)注意并聯(lián)電容器中貯存的電荷通過其它電容器放電。


5、  鉭電容器在電路中,應(yīng)控制瞬間大電流對電容器的沖擊。建議串聯(lián)R>3Ω/V的電阻以緩解這種沖擊,以限制電流在300mA以下;當(dāng)串聯(lián)電阻小于3Ω/V時,則應(yīng)考慮進一步的降額設(shè)計,否則產(chǎn)品可靠性將相應(yīng)降低(如果將電路電阻從3Ω/V降到≤0.1Ω/V,則失效率提高約10倍)。當(dāng)電容器用于濾波電路時,降額系數(shù)至少應(yīng)為0.5。


6、  電容器在出廠前都進行了可焊性檢測,不存在可焊性問題,上機前不需要進行浸錫預(yù)處理。如果必要時(如貯存兩年以上,或貯存受潮,或受酸氣污染等)可作浸錫處理。全密封固體鉭電容器無論是使用焊接,還是浸錫處理,處理距離都應(yīng)控制在技術(shù)規(guī)范規(guī)定的離封口錫包的3.2mm以外,溫度不高于260℃,時間小于5秒。因為全密封固體鉭電容器的密封材料是焊錫(我廠使用封口焊錫為HISnPb58-2,熔點為235℃),如果時間過長,溫度過高,或焊接距離本體太近(<3.2mm),都有可能造成封口錫包熔化,導(dǎo)致電容器受潮、不密封,嚴重影響電性能和可靠性。嚴重時,電容器受熱后內(nèi)部產(chǎn)生負壓,把封口處焊錫吸入內(nèi)部,造成腔內(nèi)有多余物并短路。進行浸錫處理后的鉭電容器,最好在85℃下老化4~8h,然后進行電性能測量(雙極性產(chǎn)品應(yīng)每小時換向一次,漏電流測量也應(yīng)兩個方向分別測量)。


7、  鉭電容器一般可貯存10以上(可焊性除外,CA30等半密封鉭電容器為5年),但為了保證使用起見,長期貯存2年以上或進行過浸錫處理的鉭電容器,在使用前最好施加額定電壓、電源內(nèi)阻不大于3Ω(非固體鉭需通過一個1100Ω(最大)的電阻器)85℃老化4~8小時,并進行電性能測量(雙極性產(chǎn)品應(yīng)每小時換向一次,漏電流測量也應(yīng)兩個方向分別測量)。


8、  電路的開或關(guān),都會產(chǎn)生過渡狀態(tài)下的瞬時電壓,一般其值要大于工作電壓,而且產(chǎn)生相應(yīng)沖擊電流。如果電源和負載的電阻均較小,這樣瞬時電流值相當(dāng)大,容易引起電解電容器氧化膜的損傷,固體鉭電容器更為嚴重。因為固體鉭電容器不耐大的沖擊電流,容易在氧化膜的薄弱區(qū)域發(fā)熱促使氧化膜晶化提早發(fā)生,并降低耐壓能力。所以為提高使用壽命,電容器應(yīng)避免發(fā)生頻繁的充、放電。


9、  產(chǎn)品應(yīng)避免超溫使用。超溫使材料的性能發(fā)生改變,因產(chǎn)品用的各種材料熱膨脹系數(shù)不同,可能產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力而使產(chǎn)品失效;產(chǎn)品在高溫下長時間貯存,產(chǎn)品可能產(chǎn)生內(nèi)部熱應(yīng)力導(dǎo)致失效。因此,產(chǎn)品必須在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。


10、  非固體電解質(zhì)鉭電容器在用濕PH試紙檢漏前應(yīng)充分放電,否則將會因電容器放電不完全使試紙與電容器陽極接觸處呈紅色(陽極的正電荷使試紙水中的OH-失去電荷,水中的H+過剩所致);試紙與電容器陰極接觸處呈蘭色(是水中的H+得到電子而使OH-過剩所致)的虛假現(xiàn)象,導(dǎo)致電容器被誤判為漏酸。


11、  片式鉭電容器,無論是手工焊還是再流焊,都應(yīng)避免使用活性高、酸性強的助焊劑,以免清洗不干凈后滲透、腐蝕和擴散,進而影響其可靠性。建議用免清洗助焊劑。若要清洗,建議使用溶劑:異丙醇,時間應(yīng)不超過5分鐘;建議不要用超聲波清洗。
11.1  推薦使用的片式鉭電解電容器焊接條件曲線(見圖2)



11.2  可選用的焊接方法:
  ?。?)氣相再流焊 (2)遠紅外再流焊 (3)波峰焊  (4)熱板再流焊  (5)手工焊
11.3  焊接條件
   片式鉭電容器的耐焊接熱試驗條件為260℃ 10秒(破壞性),在焊接時應(yīng)避免超過這一規(guī)定值,推薦的焊接條件為235℃ 10秒。
11.3.1 采用再流焊或波峰焊,最高預(yù)熱溫度150℃、最長時間5分鐘,建議溫度更低,時間更短,以確保電容器有優(yōu)良的電性能。
11.3.2 手工焊:烙鐵30W,235℃、10秒。


12、  鉭電容器的引線(包括片式鉭電容器引出端),在測量、使用過程中應(yīng)注意避免赤手直接接觸,以免汗?jié)n、油漬等污染引起可焊性不良。


13、  片式鉭電容器在訂貨時請根據(jù)電路和貼片機作業(yè)程序注明編帶的卷繞方向。圖3、圖4分別為右旋、左旋示例。

14、  產(chǎn)品標(biāo)志符號說明(部分型號產(chǎn)品標(biāo)志示例)
 

15、  CA42型產(chǎn)品編帶標(biāo)準(zhǔn)(見圖6和附表一、附表二)
     

   附表一 CA42型產(chǎn)品編帶標(biāo)準(zhǔn)

   附表二 CA42型產(chǎn)品包裝數(shù)量
 


16、  CA45型產(chǎn)品編帶標(biāo)準(zhǔn)(見圖7和附表三、附表四)




17、  產(chǎn)品物料編碼說明
    型號+殼號+標(biāo)稱電容量+容量允許偏差+引線引出方式+包裝形式。如

    其中:引出方式中N表示直引線,S表示彎曲引線,i表示片式引出
       包裝形式中T表示編帶包裝,B表示袋式包裝,R表示右旋編帶,L表示左旋編帶