、标识方法(1)直标法:用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上。(2)文字符号法:用数字、文字符号有规律的组合来表示容量。文字符号表示其电容量的单位:P、N、u、m、F等。和电阻的表示方法相同。标称允许偏差也和电阻的表示方法相同。小于10pF的电容,其允许偏差用字母代替:B——±0.1pF,C——±0.2pF,D——±0.5pF,F——±1pF。(3)色标法:和电阻的表示方法相同,单位一般为pF。小型电解电容器的耐压也有用色标法的,位置靠近正极引出线的根部,所表示的意义如下表所示:颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰耐压4V6.3V10V16V25V32V40V50V63V(4)进口电容器的标识方法:进口电容器一般有6项组成。一项:用字母表示类别:第二项:用两位数字表示其外形、结构、封装方式、引线开始及与轴的关系。第三项:温度补偿型电容器的温度特性,有用字母的,也有用颜色的,其意义如下表所示:序号字母颜色温度系数允许偏差字母颜色温度系数允许偏差1A金+100R黄-2202B灰+30S绿-33011P橙-150YN-800~-5800备注:温度系数的单位10e-6/℃;允许偏差是%。第四项:用数字和字母表示耐压,字母表示有效数值,数字表示被乘数的10的幂。第五项:标称容量,用三位数字表示。烧结:在高温高真空条件下将钽坯烧成具有一定机械强度的高纯钽块。电工电容器
5G基站对电子元器件先择的首要条件,就是要能满足户外温度波动下,产品的使用寿命及可靠性,要能得到可靠性保证,所以很多场合只能选用钽电容产品进行设计。而且5G基站由于覆盖范围有限,在基站建设数量上要比现在的4G基站多出2到3倍才能在覆盖范围上达到相对满意的用户体验。目前中国在建和规划的4G基站约为900万个,所以正在开工建设的5G基站要达到同样的覆盖率要求,至少需要约3000万个基站才行,这对于行业产能有限的钽电容供应方来说,压力同样是空前的。另外以特斯拉等新能源汽车的产销量流行病后正在快速市场修复,导致车用电源的钽电容用量随之增长。中汽协数据示中国6月新能源汽车销量10.4万辆,同比-33%、环比+27%正在快速恢复。而钽电容的大户特斯拉由于中国厂区的快速出货,更是让行业需求更加紧张。低压并联电力电容器固钽因“不断击穿”又“不断自愈”问题产生失效。
4.1、固钽因“不断击穿”又“不断自愈”问题产生失效。在正常使用一段时间后常发生固钽密封口的焊锡融化,或见到炸开,焊锡乱飞到线路板上。分析原因是其工作时“击穿”又“自愈”,在反复进行,导致漏电流增加。这种短时间(ns~ms)的局部短路,又通过“自愈”后恢复工作。关于“自愈”。理想的Ta2O5介质氧化膜是连续性的和一致性的。加上电压或高温下工作时,由于Ta+离子疵点的存在,导致缺陷微区的漏电流增加,温度可达到500℃~1000℃以上。这样高的温度使MnO2还原成低价的Mn3O4。有人测试出Mn3O4的电阻率要比MnO2高4~5个数量级。与Ta2O5介质氧化膜相紧密接触的Mn3O4就起到电隔离作用,防止Ta2O5介质氧化膜进一步破坏,这就是固钽的局部“自愈了”。但是,很可能在紧接着的再一次“击穿”的电压会比前一次的“击穿”电压要低一些。在每次击穿之后,其漏电流将有所增加,而且这种击穿电源可能产生达到安培级的电流。同时电容器本身的储存的能量也很大,导致电容器长久失效。
据行业统计,美国kemet+avx公司在服务器基站上占了60%左右的市场份额,受中美贸易摩擦的影响,中国市场的国产替代形势十分紧迫。华为从2019年开始大力扶持国内钽电容供应商宏达电子,产品已经快速认证并导入到华为的服务器和基站上。实际上钽电容作为电路系统的储能滤波器件,被广泛应用在各个领域行业,如汽车电子,家用电器,智能手机等。这次钽电容产能不足造成的缺货涨价,其实所能看到的还只是一些表面上的原因,其实背后更大的原因是市场需求正在急剧增长。其中5G基站的电源用钽电容市场需求也因全球的5G部署速度加快而迅速提升,其中中国的“新基建”把5G列在了比较好先发展的项目,所以中国钽电容市场火爆程度更甚全球。有些时候C1,C2不焊也能起振,这个不是说没有C1,C2,而是因为芯片引脚的分布电容引起的。
除新能源汽车的钽电容需求快速修复并高速增长外,其实还有另一大市场的需求也在迅速打开,那就是5G基站的电源用钽电容市场需求。实际上,除了上面行业原来就预估会在海量增长的市场之外,引燃钽电容市场的还有另一个增量更大的市场,那就是智能手机高功率充电头。为了应对苹果和三星智能手机的竞争冲击,快充技术现在几乎是每一部国产手机智能手机必备的东西,现在很多人都等不了漫长的充电过程,所以更快的充电效率是每一个厂商也是每一个消费者追求的东西。高功率快充在近几年成为了充电市场的当红炸子鸡。前段时间小米推出的新款氮化镓快速充电器更是引燃了快充小型化的潮流。采用钽电容并联使用作为输出滤波,与传统使用的铝电解电容相比,输出更加稳定且体积能够减小75%。所以钽电容成了快充小型化的重要器件之一。事实上为了避免快充对智能手机、平板电脑和笔记本电脑的主控电路寿命产生影响,高性能的钽电容是保证快充输出波形稳定的重大必要器件之一。除了电解质为MnO2的钽电容,还有Polymer(高分子聚合物)为电解质的钽电容。电容器检修
有一些电子设备需要频率高度稳定的交流信号,而LC振荡器稳定性较差,频率容易漂移。电工电容器
四、电容失效模式,机理和失效特点对于钽电容,失效与其他类型的电容一样,也有电参数变化失效、短路失效和开路失效三种。由于钽电容的电性能稳定,且有独特的“自愈”特性,钽电容鲜有参数变化引起的失效,钽电容失效大部分是由于电路降额不足,反向电压,过功耗导致,主要的失效模式是短路。另外,根据钽电容的失效统计数据,钽电容发生开路性失效的情况也极少。因此,钽电容失效主要表现为短路性失效。钽电容短路性失效模式的机理是:固体钽电容的介质Ta2O5由于原材料不纯或工艺中的原因而存在杂质、裂纹、孔洞等疵点或缺陷,钽块在经过高温烧结时已将大部分疵点或缺陷烧毁或蒸发掉,但仍有少量存在。在赋能、老炼等过程中,这些疵点在电压、温度的作用下转化为场致晶化的发源地—晶核;在长期作用下,促使介质膜以较快的速度发发生物理、化学变化,产生应力的积累,到一定时候便引起介质局部的过热击穿。如果介质氧化膜中的缺陷部位较大且集中,一旦在热应力和电应力作用下出现瞬时击穿,则很大的短路电流将使电容迅速过热而失去热平衡,钽电容固有的“自愈”特性已无法修补氧化膜,从而导致钽电容迅速击穿失效。电工电容器
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