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固体钽电容器和铌电容器的电压降载法

关于固体钽电容器和铌电容器的电压降载法的相关技术资料均来自AVX捷克有限公司,作者是AVX公司的T.ZENDNICEK.
   节选
   多年来,人们向钽电容器制造商询问其有关产品使用的基本原则时,得到的建议总是“至少增加百分之五十的电压减载”。这个原则以及成为了大部分钽电容使用过程中的设计原则。本文据该原则进行研究讨论,并对应用中为什么不需要这么做做出来了解释。

   介绍
   传统的钽电容器使用固体二氧化锰来作为负极,由于其自身具有自愈的特点,所以表现出了极其稳定的可靠性。钽电解电容和铝电解质电容器的时段故障率对比如图一显示。
钽电容器和铝电容器的对比
一个自愈反应主要是基于热诱导导电 MnO2 二氧化锰负极氧化,从而转化为 Mn2O3 –具有更高电阻的锰氧化物 。整个反应过程为:
钽电容
如在钽电极的介质层表面存在着比临近区域薄的介质层,则较大比例的电容器电流(充电,漏电等)就流到该区域(见图2)。当疵点处的温度上升时,以上反应[1]就会发生,将电阻为(1 - 10) 
Ohm/cm2的二氧化锰(MnO2),转化成较低导电的结构 (Mn2O3),其电阻在 (106 - 107) Ohm/ cm2 之间。因此导电处被有效地“栓塞”住或被“盖住”,如图3所示,然后错误电流消除。 
钽电容
图2
钽电容
图3
所产生的氧可被任何低价钽氧化物吸收,如被存在于介质层中的TaO2, 或任何存在于负极层中的 MnO所吸收,而不是被钽五氧化物 (Ta2O5)吸收 。进一步自愈细节,见下图
钽电容
    自愈合反应 [1]适用于存在电流有限的情况。如在高浪涌而低阻抗的应用条件下,介质层的击穿过程要比自愈作用过程快,则会导致硬(强)短路和全面的热击穿。因此防止电容器受到超过其设计能力的浪涌显得十分重要。 

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