電容品質(zhì)優(yōu)劣與爆漿分析
《中庸》有云：喜怒哀樂(lè)之未發(fā)謂之中，發(fā)而皆中節(jié)謂之和。電容極高明而道中庸，過(guò)猶不及。
不要輕視電容哦。。。什么地方都有如果用得不好，死得難看的，所以首先。。。
什么是好電容。
1.電容容量越大越好。
很多人在電容的替換中往往愛(ài)用大容量的電容。我們知道雖然電容越大，為IC提供的電流補(bǔ)償?shù)哪芰υ綇?qiáng)。且不說(shuō)電容容量的增大帶來(lái)的體積變大，增加成本的同時(shí)還影響空氣流動(dòng)和散熱。關(guān)鍵在于電容上存在寄生電感，電容放電回路會(huì)在某個(gè)頻點(diǎn)上發(fā)生諧振。在諧振點(diǎn)，電容的阻抗小。因此放電回路的阻抗最小，補(bǔ)充能量的效果也最好。但當(dāng)頻率超過(guò)諧振點(diǎn)時(shí)，放電回路的阻抗開(kāi)始增加，電容提供電流能力便開(kāi)始下降。電容的容值越大，諧振頻率越低，電容能有效補(bǔ)償電流的頻率范圍也越小。從保證電容提供高頻電流的能力的角度來(lái)說(shuō)，電容越大越好的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，一般的電路設(shè)計(jì)中都有一個(gè)參考值的。
2.同樣容量的電容，并聯(lián)越多的小電容越好，
耐壓值、耐溫值、容值、ESR(等效電阻)等是電容的幾個(gè)重要參數(shù)，對(duì)于ESR自然是越低越好。ESR與電容的容量、頻率、電壓、溫度等都有關(guān)系。當(dāng)電壓固定時(shí)候，容量越大，ESR越低。在板卡設(shè)計(jì)中采用多個(gè)小電容并連多是出與PCB空間的限制，這樣有的人就認(rèn)為，越多的并聯(lián)小電阻，ESR越低，效果越好。理論上是如此，但是要考慮到電容接腳焊點(diǎn)的阻抗，采用多個(gè)小電容并聯(lián)，效果并不一定突出。
3.ESR越低，效果越好。
結(jié)合我們上面的提高的供電電路來(lái)說(shuō)，對(duì)于輸入電容來(lái)說(shuō)，輸入電容的容量要大一點(diǎn)。相對(duì)容量的要求，對(duì)ESR的要求可以適當(dāng)?shù)慕档。因(yàn)檩斎腚娙葜饕悄蛪海浯问俏誐OSFET的開(kāi)關(guān)脈沖。對(duì)于輸出電容來(lái)說(shuō)，耐壓的要求和容量可以適當(dāng)?shù)慕档鸵稽c(diǎn)。ESR的要求則高一點(diǎn)，因?yàn)檫@里要保證的是足夠的電流通過(guò)量。但這里要注意的是ESR并不是越低越好，低ESR電容會(huì)引起開(kāi)關(guān)電路振蕩。而消振電路復(fù)雜同時(shí)會(huì)導(dǎo)致成本的增加。板卡設(shè)計(jì)中，這里一般有一個(gè)參考值，此作為元件選用參數(shù)，避免消振電路而導(dǎo)致成本的增加。
4.好電容代表著高品質(zhì)。
“唯電容論”曾經(jīng)盛極一時(shí)，一些廠商和媒體也刻意的把這個(gè)事情做成一個(gè)賣(mài)點(diǎn)。在板卡設(shè)計(jì)中，電路設(shè)計(jì)水平是關(guān)鍵。和有的廠商可以用兩相供電做出比一些廠商采用四相供電更穩(wěn)定的產(chǎn)品一樣，一味的采用高價(jià)電容，不一定能做出好產(chǎn)品。衡量一個(gè)產(chǎn)品，一定要全方位多角度的去考慮，切不可把電容的作用有意無(wú)意的夸大。
電容爆漿之面面談
爆漿的種類(lèi)：
分兩類(lèi)，輸入電容爆漿和輸出電容爆漿。
對(duì)于輸入電容來(lái)說(shuō)，就是我是說(shuō)的C1，C1對(duì)由電源接收到的電流進(jìn)行過(guò)濾。
輸入電容爆漿和電源輸入電流的品質(zhì)有關(guān)。過(guò)多的毛刺電壓，峰值電壓過(guò)高，電流不穩(wěn)定等都使電容過(guò)于充放電過(guò)于頻繁，長(zhǎng)時(shí)間處于這類(lèi)工作環(huán)境下的電容，內(nèi)部溫度升高很快。超過(guò)泄爆口的承受極限就會(huì)發(fā)生爆漿。
對(duì)于輸出電容來(lái)說(shuō)，就我說(shuō)的C2，對(duì)經(jīng)電源模塊調(diào)整后的電流進(jìn)行濾波。此處電流經(jīng)過(guò)一次過(guò)濾，比較平穩(wěn)，發(fā)生爆漿的可能性相對(duì)來(lái)說(shuō)小了不少。但如果環(huán)境溫度過(guò)高，電容同樣容易發(fā)生爆漿。
爆，報(bào)也。
采用垃圾東西自然要爆，報(bào)應(yīng)啊。
欲知過(guò)去因者，見(jiàn)其現(xiàn)在果；欲知未來(lái)果者，見(jiàn)其現(xiàn)在因。
爆漿的原因：
電容爆漿的原因有很多，比如電流大于允許的穩(wěn)波電流、使用電壓超出工作電壓、逆向電壓、頻繁的充放電等。但是最直接的原因就是高溫。
我們知道電容有一個(gè)重要的參數(shù)就是耐溫值，指的就是電容內(nèi)部電解液的沸點(diǎn)。當(dāng)電容的內(nèi)部溫度達(dá)到電解液的沸點(diǎn)時(shí)，電解液開(kāi)始沸騰，電容內(nèi)部的壓力升高，當(dāng)壓力超過(guò)泄爆口的承受極限就發(fā)生了爆漿。所以說(shuō)溫度是導(dǎo)致電容爆漿的直接原因。
電容設(shè)計(jì)使用壽命大約為2萬(wàn)小時(shí)，受環(huán)境溫度的影響也很大。電容的使用壽命隨溫度的增加而減小，實(shí)驗(yàn)證明環(huán)境溫度每升高10℃，電容的壽命就會(huì)減半。主要原因就是溫度加速化學(xué)反應(yīng)而使介質(zhì)隨時(shí)間退化失效，這樣電容壽命終結(jié)。
為了保證電容的穩(wěn)定性，電容在插板前要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的高溫環(huán)境的測(cè)試。即使是在100℃，高品質(zhì)的電容也可以工作幾千個(gè)小時(shí)。同時(shí)，我們提到的電容的壽命是指電容在使用過(guò)程中，電容容量不會(huì)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)范圍變化的10%。電容壽命指的是電容容量的問(wèn)題，而不是設(shè)計(jì)壽命到達(dá)之后就發(fā)生爆漿。只是無(wú)法保證電容的設(shè)計(jì)的容量標(biāo)準(zhǔn)。
所以，短時(shí)期內(nèi)，正常使用的板卡電容就發(fā)生爆漿的情況，這就是電容品質(zhì)問(wèn)題。
另外，不正常的使用情況也有可能發(fā)生電容爆漿的情況。比如熱插拔電腦配件也會(huì)導(dǎo)致板卡局部電路電流、電壓的劇烈變化，從而引發(fā)電容使用故障。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2017-09-05
