铝电解电容的失效机理
1.漏液
2.介质击穿
3.开路
当电容器内部的连接性能变差或失效时,通常就会发生开路。电性能连接变差的产生可能是腐蚀、振动或机械应力作用的结果。当铝电解电容在高温或潮热的环境中工作时,阳极引出箔片可能会由于遭受电化学腐蚀而断裂。阳极引出箔片和阳极箔的接触不良也会使电容器出现间歇开路。
4.其他
1)在工作早期,铝电解电容器由于在负荷工作过程中电解液不断修补并增厚阳极氧化膜(称为补形效应),会导致电容量的下降。
2)在使用后期,由于电解液的损耗较多,溶液变稠,电阻率增大,使电解质的等效串联电阻增大,损耗增大。同时溶液黏度增大,难以充分接触铝箔表面凹凸不平的氧化膜层,这就使电解电容的有效极板面积减小,导致电容量下降。此外,在低温下工作,电解液的黏度也会增大,从而导致电解电容损耗增大与电容量下降等后果。
铝电解电容额定电压的选型要点:
铝电解电容本体上标有的容量和耐压,这两个参数是很重要,是选用电容最基本的内容。
在实际电容选型中,对电流变化节奏快的地方要用容量较大的电容,但并非容量越大越好,首先,容量增大,成本和体积可能会上升,另外,电容越大充电电流就越大,充电时间也会越长。这些都是实际应用选型中要考虑的。
额定工作电压:在规定的工作温度范围内,电容长期可靠地工作,它能承受的大的直流电压。在交流电路中,要注意所加的交流电压zui大值不能超过电容的直流工作电压值。常用的固定电容工作电压有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、200V、250V、400V、450V、475V、500V、600V、630V。电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。
在滤波电路中,电容的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。另外还要注意的一个问题是工作电压裕量,一般来说要在15%以上。
让电容器的额定电压具有较多的余裕,能降低内阻、降低漏电流、降低损失角、增加寿命。虽然说, 48V的工作电压使用50V的铝电解电容短时间不会出现问题,但使用久了,寿命就有可能降低。
铝电解电容器的工作电解液是铝电解电容器的关键材料,俗称为铝电解电容器的血液。笔者从多年的电解电容器生产工作经历中,总结了一些电解液简易检验方法,与大家分享。
常规检查内容:
电导率、闪火电压、PH值、粘度能符合要求。
电解液与胶塞的匹配:
用玻璃烧杯装上电解液,里面浸泡胶塞,在105摄氏度的高温环境中保持48小时后取出,再用纯水将胶塞洗净烘干,用超精密的电子秤,测量胶塞试验前后的重量变化。以不超过±5%为合格。用兆欧表检查胶塞的电阻不能有降低。
电解液与导针CP线的匹配:
用玻璃烧杯装上电解液,里面浸泡导针,在105度的高温环境中保持48小时后取出,检查导针的CP线不能有发黑或脱锡现象,否则为不合格。
高压电解液高温性能的检查:
用一个球形烧杯装上电解液,密封好放在135摄氏度的高温环境中保持48小时后取出,测量电解液的闪火电压和电导率不能有太多的变化,如果闪火电压明显降低为不合格。
高压电解液的漏电流标准:
检查产品漏电流是否有回升,将生产线正常生产的合格产品(经测试后的成品)放入在135摄氏度的高温环境中不加任何负载保持48小时后取出,待冷却后用30秒的时间测量试品的漏电流不能大于0.03CV(如400V10UF的产品不能大于400*10*0.03=120UA)如果漏电流超出0.03CV,产品的库存时间短。