哪些因素会影响绝缘电容的使用寿命?

发布时间:2022-04-15 阅读量:1379 来源: 我爱方案网整理 发布人: Aurora

电容器的绝缘电阻的大小等于加在电容器上的直流电压与所产生的漏电流的比值,即Ri=U/Iu   Ri为绝缘电阻(MΩ);U为加载电容器上的直流电压(V);Iu为漏电流(uA)。

 

绝缘电容

 

电容器的绝缘电阻与电容器的介质材料和面积,引线的材料和长短以及制造工艺等因素有关。绝缘电阻越高,表明电容器的质量越高。对于同一种类的电容器来说,电容量越大,绝缘电阻越小。通常电容器的绝缘电阻在几百兆欧至几千兆欧之间。绝缘电阻多用于表示0.1μF以下容量的云母、瓷介和l 玻璃轴电容器的质量。

 

电容器的工作环境条件是对电容器性能影响最大的温度与温度。电容器的工作温度过高,会使电容器容易老化;而温度过低,对于电解电容器来说,会使电解液结冰而降低电容量。因此,电容器规定了环境温度的上、下限。一般电容器使用环境的相对湿度不大于80% 。若工作环境湿度太大,会使漏阻减少,耐压降低。

 

在元器件选择阶段作出明智选择,可以帮助确保产品在预期寿命内正确工作。在选择电容器时,容积效率、频率稳定性、工作温度,或等效串联电阻(ESR)等特性往往是决定技术选择的主要因素。在这些情况下,了解哪些因素会影响寿命,可以帮助工程师确保产品提供所需的可靠性。另一方面,长工作寿命可能是最终产品的一个关键要求,并会最终决定器件的选择。电容器的制造工艺(如材料纯度与制程工艺的管控,生产过程中的在线筛选)可提供更好的可靠性保证,而允许工程师减少电路内电容器的数量,从而在不损害可靠性的情况下,减少解决方案的尺寸和成本。

 

钽电容器的可靠性。用五氧化二钽电介质制作的电容器具有超长的工作寿命。钽电容作为一种全固态器件,磨损期极长。钽基器件最常见的故障是所谓的“开机”故障。这在施加阶跃电压而电容器能够吸收大初始电流的情况下可能发生。这会激活电介质中的缺陷。如果电介质无法修复,该缺陷会引起器件故障。聚合物钽器件能够从明显的自修复能力中获益,对这类故障具有良好的抵御性。研究成果表明,电容器的寿命可长达数百年甚至是数千年。这可能比电容器结构中所用的其它材料(如环氧树脂)的寿命要长得多。

 

电容器制造商往往会通过对钽电容进行测试(例如有控制的电压和电流冲击测试),来筛选踢除质量可能较差的器件。然而,值得注意的是,电容器组成材料的热膨胀系数(CTE)之间的失配会产生应力,从而削弱电容器的可靠性。因此,电容器在最终的电路组装过程中所经受的回流焊条件和回流次数可能会对器件故障的易发程度产生影响。

 

绝缘电容

 

另一方面,器件的额定电压与实际工作施加电压比值,通常会显著影响电容器的寿命。因此,聚合物钽电容器近期的开发致力于实现更高的定额电压(如63V及以上),以供常用的电源电压(如24V或28V)使用。


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