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鉭電解電容器

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鉭電解電容器是一種用金屬鉭(Ta)作為陽極材料而製成的,按陽極結構的不同可分為箔式和鉭燒粉結式兩種,在鉭粉燒結式鉭電容中,又因工作電解質不同,分為固體電解質的鉭電容和非固體電解質的鉭電容。其中,固體鉭電解電容器用量大,如CA型、CA42型等。鉭電解電容器作為電解電容器中的一類。廣泛應用於通信、航天和軍事工業、海底電覽和高級電子裝置、民用電器、電視機等多方面。

1 鉭電解電容器 -簡介

燒結型固體 電解質片狀鉭電容器燒結型固體 電解質片狀鉭電容器

固體鉭電容器是1956年由美國貝樂試驗室首先研製成功的,它的性能優異,是所有電容器中體積小而又能達到較大電容量的產品。鉭電容器外形多種多樣,並容易製成適於表面貼裝的小型和片型元件。適應了目前電子技術自動化和小型化發展的需要。雖然鉭原料稀缺,鉭電容價格較昂貴,但由於大量採用高比容鉭粉(30KuF.g-100KuF.V/g),加上對電容器製造工藝的改進和完善,鉭電解電容器還是得到了迅速的發展,使用範圍日益廣泛。鉭電容器不僅在軍事通訊,航天等領域廣泛使用,而且使用範圍還在向工業控制,影視設備、通訊儀錶等產品中大量使用。

目前生產的鉭電解電容器主要有燒結型固體、箔形卷繞固體、燒結型液體等三種,其中燒結型固體約佔目前生產總量的95%以上,而又以非金屬密封型的樹脂封裝式為主體。小型化、片式化配合SMT技術下方興未艾,片式燒結鉭電容器已逐漸成主流。

2 鉭電解電容器 -特徵

鉭電解電容器燒結型固體電解質柱狀樹脂包封鉭電容器

鉭電解電容器的工作介質是在鉭金屬表面生成的一層極薄的五氧化二鉭膜。

此層氧化膜介質完全與組成電容器的一端極結合成一個整體,不能單獨存在。因此單位體積內所具有的電容量特別大。即比容量非常高,因此特別適宜於小型化。

在鉭電解電容器工作過程中,具有自動修補或隔絕氧化膜中的疵點所在的性能,使氧化膜介質隨時得到加固和恢復其應有的絕緣能力,而不致遭到連續的累積性破壞。這種獨特自愈性能,保證了其長壽命和可靠性的優勢。

鉭電解電容器具有非常高的工作電場強度,並較任何類型電容器都大,以此保證它的小型化。

鉭電解電容器可以非常方便地獲得較大的電容量,在電源濾波、交流旁路等用途上少有競爭對手。

具有單嚮導電性,即所謂有「極性」,應用時應按電源的正、負方向接入電流,電容器的陽極(正極)接電源「+」極,陰極(負極)接電源的「-」極;如果接錯不僅電容器發揮不了作用,而且漏電流很大,短時間內芯子就會發熱,破壞氧化膜隨即失效。

工作電壓有一定的上限平值,但這方面的缺點對配合晶體管或集成電路電源,是不重要的。

電解電容器一般認為是一種性能優良,使用壽命長的電子元件,它的失效率正常時可達七級。但它總還是符合電子元器件的失效普遍規律,即澡盆形失效曲線,前期失效可在老煉過程中剔除。因此只有隨機失效的可能性。而這種無效即有製造工藝控制問題,還常常伴隨產品在使用過程的不當或超載所致,綜合說來大約有三種模式即電流型、電壓型和發熱型。

鉭電解電容器具有儲藏電量、進行充放電等性能,主要應用於濾波、能量貯存與轉換,記號旁路,耦合與退耦以及作時間常數元件等。在應用中要注意其性能特點,正確使用會有助於充分發揮其功能,其中諸如考慮產品工作環境及其發熱溫度,以及採取降額使用等措施,如果使用不當會影響產品的工作壽命。

3 鉭電解電容器 -優點

鉭電解電容器燒結型液體電解質金屬殼鉭電容器

1.體積小 由於鉭電容採用了顆粒很細的鉭粉,而且鉭氧化膜的介電常數ε比鋁氧化膜的介電常數高17,因此鉭電容的單位體積內的電容量大。

2.使用濕度範圍寬 一般鉭電解電容器都能在-50℃~100℃的溫度下正常工作,雖然鋁電解也能在這個範圍內工作,但電性能遠遠不如鉭電解。

3.壽命長、絕緣電阻高、漏電流小 鉭電解電容器中鉭氧化膜介質不僅耐腐蝕,而且長時間工作能保持良好的性能。

 4. 阻抗頻率特性好對頻率特性不好的電容器,當工作頻率高時電容量就大幅度下降,損耗(tgδ)也急劇上升。但固體電解電容器可工作在50kHz以上。鉭電容隨頻率上升,也要出現容量下降現象,但下降幅度較小,有資料表明,工作在10kHz時鉭電容容量下降不到20%,而鋁電解電容容量下降達40%。

5.可靠性高 鉭氧化膜的化學性能穩定,又因鉭陽極基體Ta2O5能耐強酸、強鹼,所以它能使用固體或含酸的電阻率很低的液體電解質,這就使得鉭電解的損耗要比鋁電解電容小,而且溫度穩定性良好。

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