電容老化是什么,都有哪些危害
2023.09.06電容作為電路中不可或缺的元器件,在旁路、去耦、濾波、振蕩、同步、調(diào)諧等常見(jiàn)電路中擔(dān)任著重要作用,也常常在高速電路中扮演者重要角色,在手機(jī),通訊,以及汽車(chē),航空等多種領(lǐng)域,電子設(shè)備的電路板上也都可以看到電容的身影,電容的好壞直接影響整個(gè)設(shè)備的性能。而要保證電子設(shè)備的正常工作,并經(jīng)得起環(huán)境和其他因素的考驗(yàn),就必須對(duì)設(shè)備電路板的電子元器件進(jìn)行可靠性(失效性)測(cè)試,電容老化測(cè)試則是電路可靠性測(cè)試?yán)锊豢杀苊獾闹匾h(huán)節(jié)。
什么是電容老化?
電容老化表現(xiàn)為電容隨時(shí)間的減少,通常出現(xiàn)在EIA II類(lèi)。在用作介電材料的所有鐵電配方中都會(huì)發(fā)生這種自然且不可避免的現(xiàn)象,并且由于電介質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)隨溫度和時(shí)間的變化而發(fā)生。
另外,由鈦酸鋇堿(II,III和IV類(lèi))制成的電容器是鐵電的,因此往往容易老化,其中如果電容器保持電容的能力將在未加熱和/或不帶電狀態(tài)下隨時(shí)間降低。I類(lèi)電容器不是鐵電體,因此不會(huì)老化。
什么會(huì)引起電容老化?
通常電容受過(guò)壓,過(guò)熱以及電化學(xué)腐蝕都會(huì)導(dǎo)致電容的老化(電老化和熱老化),因?yàn)椴还苁沁^(guò)壓還是過(guò)熱都會(huì)讓電容里面電解粒子的流動(dòng)超乎異常的活躍,從而形成逃逸極板的沖壓,直接表現(xiàn)為電容充放電的時(shí)間會(huì)很短,甚至?xí)粨舸?,造成電解質(zhì)的泄露而固化造成短路,電容失效。
在設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中,長(zhǎng)期過(guò)電壓運(yùn)行、電容器內(nèi)部局部放電,都會(huì)導(dǎo)致電力電容器電老化的發(fā)生,造成極其嚴(yán)重的后果。為了保障電力電容器長(zhǎng)久安全運(yùn)行,應(yīng)避免電容器長(zhǎng)期過(guò)電壓運(yùn)行。而導(dǎo)致電容熱老化的因素有很多,例如電容器長(zhǎng)期過(guò)電流運(yùn)行、電容器環(huán)境溫度過(guò)高、電網(wǎng)存在諧波等因素,都會(huì)導(dǎo)致電力電容器出現(xiàn)熱老化。為了保障電容器的運(yùn)行,企業(yè)可以采用諧波治理裝置、禁止電容器長(zhǎng)期過(guò)電流、過(guò)溫運(yùn)行等方式,避免其出現(xiàn)熱老化。
電容老化有哪些危害?
電容出現(xiàn)電老化,將會(huì)對(duì)絕緣介質(zhì)產(chǎn)生影響,導(dǎo)致電容器的使用壽命大幅度縮短。如果電老化特別嚴(yán)重的話,電容將會(huì)出現(xiàn)損壞,影響整個(gè)設(shè)備的性能,甚至造成設(shè)備失效。和電老化一樣,電容器的熱老化也會(huì)影響其使用壽命。當(dāng)電容器熱老化十分嚴(yán)重時(shí),電容器可能會(huì)出現(xiàn)電容器外殼膨脹變形等故障,甚至出現(xiàn)電容爆炸事故。
電容的老化不可避免,因此更需要對(duì)電容的可靠性進(jìn)行測(cè)試。無(wú)論是元器件生產(chǎn)商進(jìn)行批量的電容失效性測(cè)試(國(guó)標(biāo)測(cè)試),還是涉及到產(chǎn)品電路中大量電容的可靠性測(cè)試,這個(gè)測(cè)試環(huán)節(jié)都對(duì)于元器件和產(chǎn)品的品控和質(zhì)量都十分重要。通常對(duì)于電容器的測(cè)試,工程師們往往習(xí)慣直接通過(guò)萬(wàn)用表去判斷電容器是否漏電和擊穿,但由于無(wú)法模擬溫濕度和電壓條件,且考慮到開(kāi)發(fā)成本和測(cè)試數(shù)量,往往難以對(duì)其可靠性進(jìn)行判斷。批量的電容測(cè)試系統(tǒng)成為了電容材料生產(chǎn)商和需要用到大量電容的廠家的急需品。