电解电容器如何失效？预防技巧整理
原创
钽电容是一种有极性的电解电容。它使用金属钽作为阳极(+)，使用二氧化锰(MnO2) 电解质作为阴极(-)，并使用一层薄薄的氧化钽涂层作为电介质。在这篇博文中，我们将讨论钽电容器的特性、用途和故障原因。
钽 (Ta) 是一种银灰色金属，原子序数为 73。钽电容具有出色的频率特性以及长期稳定性。由于其无限保质期、高电容和可靠性，它们被用于计算机、汽车、手机和其他设备等电子设备的电路中。钽电容器的缺点之一是导致热失控的“不利故障模式”。
钽电容的实用参数
电介质 | 五氧化二钽 |
|---|---|
工作电压 | 2.5 至50V |
电容 | 0.47至1000?F |
钽电容器的构造
电容器由两个金属板（阳极和阴极）制成，由称为电介质的绝缘材料隔开。其中一个金属板涂有一层氧化物，用作电容器的电介质。另一个金属板上涂有一层金属钽。
当在电容器的极板上施加电势差时，在电介质上会形成电场，以电荷分离的形式存储电能。然后，电容器可以在需要时释放储存的能量，为电路提供功率提升。
钽电容有什么特点？
- 钽电容器使用具有小颗粒的钽粉来形成非常薄的介电层，从而提供高介电常数，从而提高体积效率。
- 它具有 – 50 至 100 摄氏度的宽工作温度。
- 钽电容器具有高绝缘电阻和低漏电流的长期稳定性。
- 钽电容器在50kHZ以上工作。随着频率的增加，它的容量会略有下降。（在 10kHZ 时钽电容的容量下降不到 20%）
注意：通常钽电容是极化电容。要制作非极化或双极钽电容器，需要将两个钽电容器串联，并且它们的阳极方向相为什么钽电容会失效？
不利的故障模式是钽电容器的主要缺点之一，钽电容器的故障模式分为三大类。
高漏电流
当电容器受到高漏电流时，它会损坏电容器。这是因为流过电容器的电流导致电介质材料发热，这反过来会导致进一步的泄漏电流和更多的热量。该过程一直持续到介电材料完全降解，此时电容器将失效。
为避免此类损坏，处理钽电容器时务必小心谨慎，并注意高漏电流的可能性。如果保养不当，它们很容易损坏。
低电容
钽电容器的低电容会以两种方式损坏电容器。
- 首先，它会导致等效串联电阻(ESR) 增加。发生这种情况是因为电容器的电抗随着电容的减小而减小。当电容器的电抗减小时，通过电容器的电流增加。增加的电流会导致电介质上的 IR 压降增加，从而增加 ESR。
- 其次，低电容会导致电介质击穿的可能性增加。这是因为电介质上的电场随着电容的减小而增大。当电介质上的电场增加时，会导致更高的电介质击穿概率。
高 ESR（等效串联电阻）
如上所述，高 ESR 可能会损坏钽电容器。为了防止这种情况发生，选择ESR低的钽电容很重要。您还可以使用散热器来帮助散热并保护电容器免受损坏。
为避免故障动作，应将外部故障保护电路（如限流器和热熔断器）与钽电容器结合使用。钽电容有什么用？
钽电容器用于各种应用，特别是在现代电子产品中，具有更高的稳定性以承受各种温度和频率、长期可靠性和创纪录的高容积效率。这些包括：
- 采样和保持电路：低泄漏电流有助于延长保持时间。
- 军事应用：因为它们不会变干并且不会频繁改变电容
- 维持生命的医疗设备（心脏植入物）：钽电容器检测不规则的心跳并快速提供电反击。
- 表面贴装钽电容器由于其长期稳定性和体积小而被用于计算机主板和手机中的电源滤波。
- 钽电解电容适用于储存电能，由于电容较大，也适用于传递或旁路低频信号。
- 音频电路：它们用于音频电路，因为它们能够减少高频音频的小电流损失，从而提高音质。
钽电容和陶瓷电容有什么区别？
钽电容器和陶瓷电容器的用途相似，但它们使用不同的材料制成，性能也大不相同。在性能方面，钽电容器和陶瓷电容器之间存在一些关键差异：
范围 | 钽电容 | 陶瓷电容器 |
|---|---|---|
老化 | 不要老化 | 他们随着时间变老 |
类型 | 它们是极化电容器。因此它们可以通过保持正确的极性连接到直流电源 | 它们是非极化电容器。因此它可以连接到交流电源并具有更高的频率响应 |
温度系数 | 它们具有线性温度系数 | 它们具有非线性温度系数 |
电容变化 | 关于施加的电压，没有指示的电容变化 | 电容随施加电压而变化 |
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