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news 2025/7/1 10:02:21

新華社官網(wǎng),百度推廣怎么優(yōu)化,輿情報告書,安陽網(wǎng)站優(yōu)化公司推薦電解電容在各類電源及電子產(chǎn)品中是不可替代的元器件，這些電子產(chǎn)品中由于應用環(huán)境的原因，使它成為最脆弱的一環(huán)，所以，電解電容的壽命也直接影響了電子產(chǎn)品的使用壽命。一、電解電容失效模式與因素概述鋁電解電容器正極、負極引出…

電解電容在各類電源及電子產(chǎn)品中是不可替代的元器件，這些電子產(chǎn)品中由于應用環(huán)境的原因，使它成為最脆弱的一環(huán)，所以，電解電容的壽命也直接影響了電子產(chǎn)品的使用壽命。

一、電解電容失效模式與因素概述

????????鋁電解電容器正極、負極引出電極和外殼都是是高純鋁，鋁電解電容器的介質(zhì)是在正極表面形成的三氧化二鋁膜，真正的負極是電解液，工作時相當一個電解槽，只不過正極表面的陽極氧化層已經(jīng)形成，不再發(fā)生電化學反應，理論上電流為零，由于電極與電解液雜質(zhì)的存在，會引起微小的漏電流。從現(xiàn)象上看，鋁電解電容器常見的失效現(xiàn)象與失效模式有：電解液干涸、壓力釋放裝置動作、短路、開路（無電容量)、漏電流過大等。

如果電解電容在質(zhì)量上沒有問題，失效問題的出現(xiàn)就是出現(xiàn)在應用環(huán)境中。電解電容設計應用環(huán)境主要有：環(huán)境溫度、散熱方式、電壓、電流參數(shù)等。

對電容器的應用者而言，短路、開路屬于“災難性的失效”，或者說是：“致命的失效”，使其完全完喪失了電容器的功能。其他幾類失效模式（即由第二類因素造成的失效），一般歸為“劣化失效”，或者說是“耗盡失效”。

二、電解電容的失效機理

（1）高溫環(huán)境或發(fā)熱導致點解電容壽命的終了

????????通常電解電容器壽命的終了評判依據(jù)是電容量下降到額定（初始值）的80%以下。由于早期電解電容的電解液充盈，電解電容的電容量在工作早期緩慢下降。隨著負荷過程中工作電解液不斷修補倍雜質(zhì)損傷的陽極氧化膜所致電解液逐漸減少。到使用后期，由于電解液揮發(fā)而減少，粘稠度增大的電解液就難于充分接觸經(jīng)腐蝕處理的粗糙的鋁箔表面上的氧化膜層，這樣就使電解電容的極板有效面積減小（即陽極、陰極鋁箔容量減少，引起電容量急劇下降）。因此，可以認為電解電容的容量降低是由于電解液揮發(fā)造成。而造成電解液的揮發(fā)的最主要的原因就是高溫環(huán)境或發(fā)熱。

????????電容的導電能力由電解液的電離能力和粘度決定。當溫度降低時，電解液粘度增加，因而離子移動性和導電能力降低。當電解液冷凍時，離子移動能力非常低以致非常高的電阻。相反，過高的熱量將加速電解液蒸發(fā)，當電解液的量減少到一定極限時，電容壽命也就終止了。在高寒地區(qū)（一般－25℃以下）工作時，就需要進行加熱，保證電解電容的正常工作溫度。如室外型UPS，在我國東北地區(qū)都配有加熱板。

（2）電解電容的ESR產(chǎn)生損耗并轉變成熱使其發(fā)熱。

????????理論上，一個完美的電容，自身不會產(chǎn)生任何能量損失，但是實際上，因為制造電容的材料有電阻，電容的絕緣介質(zhì)有損耗，各種原因?qū)е码娙葑兊貌煌昝?。這個損耗在外部，表現(xiàn)為就像一個電阻跟電容串連在一起，所以就起了個名字叫做等效串聯(lián)電阻(ESR)。

ESR的出現(xiàn)導致電容的行為背離了原始的定義。

????????比如，我們認為電容上面電壓不能突變，當突然對電容施加一個電流，電容因為自身充電，電壓會從0開始上升。但是有了ESR，電阻自身會產(chǎn)生一個壓降，這就導致了電容器兩端的電壓會產(chǎn)生突變。無疑的，這會降低電容的濾波效果，所以很多高質(zhì)量的電源都使用低ESR的電容器。

????????由于應用條件使電解電容發(fā)熱的原因是電解電容在工作在整流濾波（包括開關電源輸出的高頻整流濾波）、功率電爐的電源旁路時的紋波（或稱脈動）電流流過電解電容，在電解電容的ESR產(chǎn)生損耗并轉變成熱使其發(fā)熱。當電解電容電解液蒸發(fā)較多、溶液變稠時，電阻率因粘稠度增大而上升，使工作電解質(zhì)的等效串聯(lián)電阻增大，導致電容器損耗明顯上升，損耗角增大。例如對于105度工作溫度的電解電容器，其最大芯包溫度高于125度時，電解液粘稠度驟增，電解液的ESR增加近十倍。增大的等效串聯(lián)電阻會產(chǎn)生更大熱量，造成電解液的更大揮發(fā)。如此循環(huán)往復，電解電容容量急劇下降，甚至會造成爆炸。

（3）漏電流增加往往導致電解電容失效。

????????應用電壓過高和溫度過高都會引起漏電流的增加。而漏電流增加往往導致鋁電解電容器失效。

????????鋁電解電容器的漏電流就是電化學過程，前面因素概述中已經(jīng)詳盡論述，這里不再贅述。電化學過程將產(chǎn)生氣體，這些氣體的聚積將造成鋁電解電容器的內(nèi)部氣壓上升，最終達到壓力釋放裝置動作泄壓。

電壓過高：

????????電容器在過壓狀態(tài)下容易被擊穿，而實際應用中的浪涌電壓和瞬時高電壓是經(jīng)常出現(xiàn)的。尤其我國幅員遼闊，各地電網(wǎng)復雜，因此，交流電網(wǎng)很復雜，經(jīng)常會出現(xiàn)超出正常電壓的30%，尤其是單相輸入，相偏會加重交流輸入的正常范圍。經(jīng)測試表明，常用的450V/470uF105℃的進口普通2000小時電解電容，在額定電壓的1.34倍電壓下，2小時后電容會出現(xiàn)漏液冒氣，頂部沖開。根據(jù)統(tǒng)計和分析，與電網(wǎng)接近的通信開關電源PFC輸出電解電容的失效，主要是由于電網(wǎng)浪涌和高壓損壞。鋁電解電容的電壓選擇一般進行二級降額，降到額定值的80％使用較為合理。

溫度過高： ??????

????????鋁電解電容器溫度過高可能是環(huán)境溫度過高，如鋁電解電容器附近有發(fā)熱元件或整個電子裝置就出在高溫環(huán)境；電解電容溫度過高的第二個原因是芯包溫度過高。電解電容芯包溫度過高的根本原因是電解電容流過過高的紋波電流。過高的紋波電流在電解電容的ESR中產(chǎn)生過度的損耗而產(chǎn)生過度的發(fā)熱使電解液沸騰產(chǎn)生大量氣體使電解電容內(nèi)部壓力及急劇升高時壓力釋放裝置動作。

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????????通常鋁電解電容器的芯包核心溫度每降低10℃，其壽命將增大到原來的一倍。這個核心大致位于電容器的中心，是電容器內(nèi)部最熱的點?？墒?#xff0c;當電容器升溫接近其最大允許溫度時，對于大多數(shù)型號電容器在125℃時，其電解液要受到電容器芯包的排擠(driven)，導致電容器的ESR增大到原來的10倍。在這種作用下，瞬間超溫或過電流可以使ESR永久性的增大，從而造成電容器失效。在高溫和大紋波電流的應用中特別要警惕瞬時超溫發(fā)生的可能，還要額外注意鋁電解電容器的冷卻。

電解電容壓力釋放裝置（頂部的K或者十，不同的廠家略有區(qū)別）：

????????為了防止電解電容中電解液由于內(nèi)部高溫沸騰的氣體或電化學過程而產(chǎn)生的氣體而引起內(nèi)部高氣壓造成電解電容的爆炸。為了消除電解電容的爆炸，電解電容均設置了壓力釋放裝置，這些壓力釋放裝置在電解電容內(nèi)部的氣壓達到尚未使電解電容爆炸的危險壓力前動作，泄放出氣體。隨著電解電容的壓力釋放裝置的動作，電解電容即宣告失效。

電解液干涸是鋁電解電容器失效的最主要原因電解液干涸的原因
電解液自然揮發(fā)電解液的消耗電解液自然揮發(fā)。
電解液的揮發(fā)速度隨溫度的升高。
電解液的揮發(fā)速度與電容器的密封質(zhì)量有關，無論在高溫還是在低溫條件下都要有良好的密封性。
電解液的消耗
漏電流所引起的電化學效應消耗電解液，鋁電解電容器的壽命隨漏電流增加而減少。
漏電流隨溫度的升高而增加：25℃時漏電流僅僅是85℃時漏電流的不到十分之一，漏電流隨施加電壓升高而增加：耐壓為400V的鋁電解電容器在額定電壓下的漏電流大約是90%額定電壓下的漏電流的5倍。