片式钽氧化铌电容器的可靠性等级选择.docx

不同使用要求的片式钽，氧化铌电容器的可靠性等级选择

片式钽和氧化铌电容器共有四个基本的性能参数;CR：电容器的标称电容量，单位微法[uF]tgδ：电容器室温时的损耗角正切，单位是%

I：电容器在室温时的漏电流，单位是微安[Ua]

ESR：电容器在100KHZ时测试时的等效串联电阻，单位是欧姆[Ω]

对于不同规格的产品,上述四个参数根据IEC标准和GJB-2283-95都有严格的规定值.但是,在实际使用中,由于电路参数状态差别和其它工作条件不同,不同的电路参数实际上对产品的可靠性有不同的影响,因此,对产品具体性能参数要求也不能类同. 明白讲;就是不同使用要求的片式钽电容器对产品的可靠性等级选择必须不同. 在很多用户的实际使用中,由于对电路信号与产品参数性能间的匹配要求不熟悉,导致在设计选型时经常出现错误,造成使用时的质量问题,此类现象已经成为设计选型时的最严重的问题.此问题的形成原因有两个；一，电容器制造商没有向用户提供有效的技术支持．二，用户本身对电容器的使用技术要求了解不够．当然，更深层次的原因是设计者本身的专业技术知识和实际使用经验存在欠缺．

下文只对不同电路特点合适的片式钽和氧化铌电容器可靠性等级和参数等级提出建议；１．高功率脉冲充放电电路；

钽或氧化铌电容器在此电路中相当于次级电源；在正常工作状态，电容器必须以需要的频率不断充电放电，为后续电路提供一定功率密度和频率的脉冲电流，例如雷达的无线电波反射电源模块里安装的电容器．此类电路根据设计需要，电容器的瞬间脉冲电流有可能达到几安培甚至数十安培，而且电路电压也存在波动，因此，高的浪涌电流对电容器介质层的耐电场冲击能力要求非常高．电容器的介质层厚度和质量对可靠性的影响是决定性的．同时，由于电容器存在频率一定的高功率输出和输入，电容器本身的等效串联电阻ＥＳＲ也必须尽可能低，否则，在正常工作状态下电容器本身会产生过多的热量，导致电容器可靠性降低．使用在此类电路中的电容器必须具有最低的漏电流和最低的等效串联电阻ＥＳＲ值．否则，电容器在使用中非常容易出现击穿和爆炸现象．如果该电路的工作环境存在较大的波动，例如军用设备，还必须对该产品的高低温性能提出特殊要求．如果有可能在强磁场环境中使用，则必须对该产品的耐交流纹波等级提出具体要求．

此类电路使用的电容器的实际参数必须远高于ＧＪＢ２２８３－９５规定的参数极限值．建议的漏电流等级必须比标准的极限值高一个数量级，等效串联电阻必须小于标准的低ＥＳＲ标准．

另外，建议的使用电压不应该大于额定电压的５０％．如果使用氧化铌电容器,使用电压可以达到额定电压80%.同时，在电源的输入端必须采用延时电路保护设计．此类电路合适的产品如ＡＶＸ公司的ＴＰＳ系列，ＫＥＭＥＴ公司的Ｔ５１０系列和北京７１８厂的ＣＡＫ４５Ｗ系列．上述产品专为此类电路设计．除具有高抗浪涌能力外，具有比低ＥＳＲ产品标准更低的ＥＳＲ．某些规格的ＥＳＲ值甚至可以达到高分子片式产品的水平．频率特性也非常出色．

２．信号强度很低，但工作频率达到ＭＨＺ级的滤波电路；

此类电路一般都是逻辑运算和数字处理电路，由于电压和电流都较低，而工作频率很高，因此，必须要求电容器具有尽可能低的等效串联电阻ＥＳＲ和等效串联电感ＥＳＬ．如果工作频率达到ＭＨＺ级，一般的以二氧化锰半导体作阴极的钽电容器已经不适合此类电路，合适的电容器应该是等效串联电阻ＥＳＲ更低的有机高分子做阴极的电容器或叠层陶瓷电容器［ＭＬＣＣ］．在使用ＭＬＣＣ时，必须知道其温度特性较差，如果电路工作的温度范围较宽，对滤波信号精度和稳定性要求较高，则不能使用温度特性较差的ＭＬＣＣ．当然，民用产品由于工作温度环境较稳定除外．

此类电路中的电容器选型，一定要知道不同类型的电容器的频率特性差别很大，电路的工作频率必须和电容器合适的工作频率匹配．而且一定要要求电容器具有尽可能低的等效串联电阻ＥＳＲ．因为电容器的ＥＳＲ和容量变化与频率成反比，ＥＳＲ越低的产品，在频率较高时容量下降的变化幅度越小．反之越大．此点非常重要．

由于此类电路的电压较低，而且电流很小，所以对漏电流的要求可以适当放宽．此点与大功率脉冲充放电电路有明显不同的性能和可靠性参数选择．但对于ＥＳＲ的要求必须最高．

３．开关电源电路滤波兼储能充放电；

片式钽和氧化铌电容器９５％以上都使用在此类电路．此类电路在开关的瞬间存在尖锐的持续时间极短的电流脉冲和电压脉冲，因此，此类电路被称为高纹波电路或高危电路．使用在此类电路中的电容器本身必须经受以下电压和电流冲击；

稳态的直流工作电压;这是钽电容器的工作电压.

开关的瞬间加在产品上的浪涌电压.

电路中的交流电压[纹波电压].

直流浪涌电流.

交流纹波电流.

稳态的直流电流.

以上电压电流在不同电路中的变化量严重不稳定，产品