今天看了篇文章，疑惑DCDC输出级用钽电容好还是铝电解好...

8682661 · 发表于 2012-6-26 15:52:13

有人说固体钽电容做输出级滤波，会出现电容挂的问题，而铝电解却没有问题，很疑惑啊不是好的产品在去耦时一般会使用钽电容（准确度高、滤高频谐波、稳定性好）吗？还是说钽电容用在输出时因为他的耐电压及电流能力较弱而不安全呢？

xivisi · 发表于 2012-6-26 16:08:39

钽电容高频特性差不适合DC-DC输出主滤波

albert_w · 发表于 2012-6-26 16:09:18

DCDC主要是纹波很大,而钽在大的纹波电流下容易失效

8682661 · 发表于 2012-6-26 16:34:08

xivisi 发表于 2012-6-26 16:08
钽电容高频特性差不适合DC-DC输出主滤波

不适合输出主滤波意思是配合着陶瓷电容的话也是可以的吗

8682661 · 发表于 2012-6-26 16:51:27

albert_w 发表于 2012-6-26 16:09
DCDC主要是纹波很大,而钽在大的纹波电流下容易失效

前辈，纹波大的电流下容易失效是因为纹波大在某一时刻下max电流超过钽电容额定值了吗？

pS：前辈在输出端采用的是多个mlcc并联还是电解电容＋mlcc呢？在不计成本的情况下，前辈觉得只用电容的话应该用什么电容呢

albert_w · 发表于 2012-6-26 17:15:12

8682661 发表于 2012-6-26 16:51
前辈，纹波大的电流下容易失效是因为纹波大在某一时刻下max电流超过钽电容额定值了吗？

pS：前辈在输出 ...

"前"辈也搞不懂这个问题, "前"辈是吃软件饭的

jj3055 · 发表于 2012-6-26 17:18:01

钽介质膜介电常数比铝大很多，同样的参数下，钽氧化物介质膜更薄更脆弱，在大纹波电流下极容易损坏导致击穿短路，在开关电源的输出级是禁止用固体钽电容的，我自己也有血的教训，折腾了一个月，接二连三的挂掉，换成铝电解就好了。，、

目前有聚合物钽电容，性能好很多，可以在这种情况下使用，比如三洋的POSCAP，另外聚合物铝电解拥有超低ESR，也可以用在这里。

jj3055 · 发表于 2012-6-26 17:20:57

彭宝霞(航天511所)
摘要：本文对液体钽电容和固体钽电容的失效原因作了具体分析。对这两种产品的使用提出自己的看法和建议。

关键词：液钽固钽可靠性
钽电容器分为固体钽电容器和液体钽电容器。它们在军用整机中大量使用。例如：液体钽电容器在84年只有529厂和502所两个单位使用，用量不到2000只。而95年五院各厂所的液体钽订货量将近1万只。固体钽电容器更是大量使用。随着固体钽电容器和液体钽的大量使用。先后暴露的质量问题也不少。我们了解到早期有单位禁止使用液钽，而近期的单位禁止使用固钽，这是怎么回事?
一、早期某些单位禁用液钽，禁用的理由：
1.液体钽电容器的漏液问题
液体钽电容器工作电解质为酸性液体，如果产品密封不好，出现漏液。酸性液体漏到电路的印制板上，使线条之间短路，发生严重故障。另外，液体钽电容器在加电工作时不断化学反应要分解出气体，在高真空条件下气体在壳内膨胀而发生爆炸，引起导线之间短路。
2.液体钽电容器的耐反向电压问题
液体钽电容器采用的银外壳。当加上反向电压后Ag＋离子很快通过电解液及Ta2O5介质膜并向钽正极上迁移。即使有0.1V的反向电压，也会损坏了Ta2O5介质，可使其损毁。用户在使用中及筛选测试中都不能加上反向电压。航天总公司1997年发出通报：在某一线路中的液体钽上有0.5V的反向电压，引起了失效，要引以为鉴!
因以上原因，有些单位禁用液钽。
二、为什么还在大量使用液体钽电容器?
1.防止液体钽电容器漏液采用全密封型液体钽电容器。
虽然我国生产液体钽电容器已有近30年的历史，但真正制造全密封液体钽电容器才刚刚起步。特别是国产玻璃绝缘子的配件质量过不了关。而航天器的设计要求是在真空度高于1×10－5帕条件下，液体钽电容能在预定的时间内正常工作。
近年来生产厂解决了一些关键问题，引进了生产线，有了关键设备。使液钽电容器的使用可靠性大大提高。例如：贵州4326厂的CAK35全密封液体钽电容采用三级密封新的工艺，解决了密封问题。其引进生产线在92年通过了设计定型。94年度五院电子元器件可靠性中心，按GJB733－94标准和航天特殊要求，进行了用户认定试验。95年度4326厂又在广五所取得CAK35的五级可靠性认证鉴定试验合格的证明。
2.避免反向电压问题
在测试筛选、调试及线路中规定，不得有反向电压加到液钽上去，来避免反向电压的损坏。3.防止振动冲击失效采用了防振垫圈
液钽经受不了振动冲击，出现过间歇短路。经过失效分析：液钽壳内的液体不能将钽块固定。另一端的钽丝被绝缘子固定住。钽块与钽丝成为一个悬臂，因此振动时，钽块经常要碰击银壳的内壁造成短路，现象是时好时坏的间歇短路。目前采取的办法是设计了防振垫圈固定住钽块，有效的克服间歇短路。〔3〕
4.增加补充筛选
经五院可靠性中心补充筛选，为型号上使用液体钽把好关。为提高上机率，根据航天器的真空条件，多年来增加48小时的真空试验，剔除密封不好产品。
三、某些单位禁用固钽，禁用固钽的理由：
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，导致电容器永久失效。
2.固钽有“热致失效”问题
固钽的Ta2O5介质氧化膜有单向导电性能，当有充放大电流通过Ta2O5介质氧化膜，会引起发热失效。Ta2O5介质氧化薄膜厚度只有?级。无充放大电流时，介质氧化膜相当稳定，微观下其离子排列不规则、无序的，称作无定形结构。目测呈现的颜色是五彩干涉色。当无定形结构向定形结构逐步转化，逐步变为有序排列，称之为“晶化”，目测呈现的颜色不再是五彩干涉色，而是无光泽、较暗的颜色。Ta2O5介质氧化薄膜的“晶化”疏散的结构导致钽电容器性能恶化直至击穿失效。
3.固钽有“场致失效”问题。
固钽加上高的电压，内部形成高的电场，易于局部击穿。
因有以上三种失效机理，某些单位提出禁用固钽。
四、为什么还在大量使用固钽电容器?
固钽尽管存在以上问题，但笔者统计固钽的现场使用失效率也可达到1×10-8／h。
1.生产方在选用材料上入手，为解决固钽“不断击穿”又“不断自愈”，应用超纯钽粉材料和工艺控制来减少这种局部“击穿”现象。分析了固钽在加上电压或高温下工作时，会产生局部“击穿”现象。固钽环境温度从＋85℃降到55℃使用，工作寿命增加10倍。
2.克服固钽的“热致失效”问题
为解决“热致失效”问题。应用方在线路上入手，采取限流措施，增加固钽线路中的回路电阻。笔者见到有文献报道：“如果应用线路中的串联电阻从3W下降到0.1W，则其可靠性会降低一个数量级以上。”即固钽的可靠性下降十倍!在固钽线路中，增加串联电阻，达以1W／1V后，可增加固钽应用可靠性。
3.克服固钽的“场致失效”问题
多年来解决固钽的“场致失效”进行了研究。“场致失效”的原因是加到固钽上的电压越高，场强越高，越容易产生“场致失效”。所以为提高固钽可靠性，必须采取电压降额使用！
一般高可靠线路中固钽电压降额50%使用，其工作寿命可延长100倍。〔1〕
五、建议今后慎用固体钽电容器和液体钽电容器
笔者了解到国内、外的实用情况：
1.航天部某所在研制DC／DC变换器即开关电源上不用固体钽电容器和液体钽电容器，采用的是开关电源专用滤波电容器。
2.美国一家生产DC／DC电源的公司来航天部502所座谈、讨论。他们研制DC／DC电源上不用固体钽电容器和液体钽电容器，是军品规定的。
3.查美国军用标准MIL－STD－975H《NASA标准EEE电子元器件目录》中已规定“固钽电容器不得用于电源滤波器中”应该引起我们高度重视！回想使用固体钽电容器和液体钽电容器中，出现过故障、失误。往往误认为是偶然问题，重换一个产品又在工作下去。一方面原因分析不彻底，另一方面也没有找到新的品种。例如：87年某型号整机在系统试验时，刚开机就发生一只固钽电容器冒烟烧坏。一瞬间可见到固钽电容器的封口处的焊锡熔化，并将直流稳压电源烧坏！97年某型号的整机在进行高温老炼中也发生过进口的两只固钽电容器及国产的一只固钽电容器烧坏!
4.通过加强材料、工艺控制可以减少失效现象，但总有这种失效机理存在，不能杜绝。而成为关键线路慎用固钽的原因。例如，在线路上常串联相同的两只，来避免固体钽电容器或液体钽电容器的短路。列出固体钽电容器和液体钽电容器的优缺点对比，供设计师择优选用。见表1。〔2〕

wy2000 · 发表于 2012-6-26 17:34:36

建议采用固态铝电解或者直接采用大容量陶瓷电容。

xivisi · 发表于 2012-6-26 17:38:25

8682661 发表于 2012-6-26 16:34
不适合输出主滤波意思是配合着陶瓷电容的话也是可以的吗

没有随时在线原因7,8楼已说

配合瓷片电容是可以的：钽电容耐压余量足够大，负载阻抗变化不大，瓷片电容负责高频，同时注意布线和整流，防止反相电压（如buck）

lvyi913 · 发表于 2012-6-26 17:49:18

但是看到过很多NB产品里面的DCDC输出滤波用的也是钽电容啊！不解！

jj3055 · 发表于 2012-6-26 17:50:56

本帖最后由 jj3055 于 2012-6-26 17:52 编辑

lvyi913 发表于 2012-6-26 17:49
但是看到过很多NB产品里面的DCDC输出滤波用的也是钽电容啊！不解！

军工航天的也是血的教训下才认识到的。说明他们以前也用过

还有，聚合物钽电容可以做输出滤波的，和普通的固钽有区别。两种电容外形上要仔细才能区分

lvyi913 · 发表于 2012-6-26 17:57:14

聚合物钽电容和普通钽电容！标记一下！
改次拍个照片上来。

airfex · 发表于 2012-6-26 21:04:13

要牢记前辈们血的教训。

8682661 · 发表于 2012-6-26 21:27:18

lvyi913 发表于 2012-6-26 17:57
聚合物钽电容和普通钽电容！标记一下！
改次拍个照片上来。

有照片就最好了，最好有贴片的嘿嘿

8682661 · 发表于 2012-6-26 22:18:22

本帖最后由 8682661 于 2012-6-26 22:21 编辑

jj3055 发表于 2012-6-26 17:18
钽介质膜介电常数比铝大很多，同样的参数下，钽氧化物介质膜更薄更脆弱，在大纹波电流下极容易损坏导致击穿 ...

贴片的大多是聚合物钽电容吗？（我用的贴片的kemet的也偶尔会爆啊，我不知道是不是贴片的都是聚合物的）另外固态液态钽电容贴片的怎么区别？是看手册吗

shark · 发表于 2012-6-26 22:25:52

jj3055 发表于 2012-6-26 17:50
军工航天的也是血的教训下才认识到的。说明他们以前也用过

还有，聚合物钽电容可以做输出滤波的，和普通 ...

看见一个DIY的高效率的板子, 这个是不是不应该用钽电容啊.
http://huangshifu.taobao.com/sea ... e&queryType=cat

8682661 · 发表于 2012-6-26 22:28:19

shark 发表于 2012-6-26 22:25
看见一个DIY的高效率的板子, 这个是不是不应该用钽电容啊.
http://huangshifu.taobao.com/search.htm?sci ...

这个用料很下成本啊

jj3055 · 发表于 2012-6-26 22:43:18

本帖最后由 jj3055 于 2012-6-26 22:48 编辑

shark 发表于 2012-6-26 22:25
看见一个DIY的高效率的板子, 这个是不是不应该用钽电容啊.
http://huangshifu.taobao.com/search.htm?sci ...

YZX的后期LTC1700板子，用了470U/6.3的三洋聚合物钽电容。聚合物钽电容和普通的固体钽电容性能上是有差别的。聚合物钽电容相比普通固钽性能上有了很大的提升，用上去也是可以的，但是如果用黄豆的普通固钽，是有不妥的。（不过据说生产黄豆的AVX和KEMIT这些厂现在也在生产黄色的聚合物钽电，也是黄色的。）

我来拍1张照片，黑色的是三洋的聚合物钽电容。

liulangmao · 发表于 2012-6-26 22:49:13

这个月500pcs产品用MP1541将5V升压至6.9V，输出电容22uF 16V钽电容，目前已经爆掉30块板子了，看着这些烧焦的电容尸体欲哭无泪。。。

jj3055 · 发表于 2012-6-26 23:13:10

http://edc.sanyo.com/chinese/pro ... poscap/outline.html

三洋钽聚合物电容的介绍和参数

zhang0352505 · 发表于 2012-6-26 23:47:57

长知识了，MARK

fjl888ful · 发表于 2012-6-27 15:02:42

钽电容用不好后果很可怕，以前的项目里面吃过亏

zwc07 · 发表于 2012-6-27 15:54:27

学习学习！

8682661 · 发表于 2012-6-27 22:26:23

jj3055 发表于 2012-6-26 23:13
http://edc.sanyo.com/chinese/products/capacitor/poscap/outline.html

三洋钽聚合物电容的介绍和参数 ...

怪不得常见输入是普通的黄豆输出是黑豆的充电器~ 那么前辈觉得聚合物钽电容加陶瓷比之铝电解加陶瓷如何？性价比呢？

8682661 · 发表于 2012-6-27 22:28:33

防止反相电压？不是很懂

loongsuns · 发表于 2012-6-27 22:56:55

学习了！

8682661 · 发表于 2012-6-30 00:52:36

jj3055 发表于 2012-6-26 22:43
YZX的后期LTC1700板子，用了470U/6.3的三洋聚合物钽电容。聚合物钽电容和普通的固体钽电容性能上是有差别 ...

前辈你这些聚合钽电容都是在哪里买到的呢？是直接厂家吗的吗？小量的有没有什么好的商家推荐呢？北京中发不靠谱啊

jj3055 · 发表于 2012-6-30 10:39:45

淘宝搜索：三洋 POSCAP 有很多。

这家很不错，就是价格贵了点
http://item.taobao.com/item.htm?id=6160458294

YaoHui · 发表于 2012-7-2 08:14:14

市场里的钽贴片电容，基本是假货。
好多三端稳压的输出推荐用钽的。市场上买来的25V的当成16V的用用才差不多。

XA144F · 发表于 2012-7-2 08:23:13

反正啊，以后的电源电路上尽量不用钽电容，原因就不必深究了。

simon51 · 发表于 2012-7-3 06:12:16

mark

ali1019 · 发表于 2012-7-3 07:34:35

liulangmao 发表于 2012-6-26 22:49
这个月500pcs产品用MP1541将5V升压至6.9V，输出电容22uF 16V钽电容，目前已经爆掉30块板子了，看着这些烧焦 ...

我也切身之痛, 产生明火更夸张 , 也许自己还没掌握这颗电容的特性 , 从此敬而远之,

zhanghai · 发表于 2012-7-3 09:18:36

学习了

dlhxst · 发表于 2012-7-12 13:07:45

难怪我们的电路中500个里面，总有一两个因为钽电容的问题呢

wxlcj · 发表于 2012-7-12 13:15:44

少用钽电容，贵，还经常坏。

gwfree · 发表于 2012-8-21 14:51:13

gwfree · 发表于 2012-8-21 14:51:55

使用MLCC效果是最好的~推荐TDK的

huangiggw · 发表于 2012-8-21 16:05:49

珍爱生命，远离钽电容！顶pos-cap,超低ESR!

xxd_9980 · 发表于 2012-8-29 01:21:44

mark一下

xinjihua · 发表于 2012-8-29 08:52:48

mark一下

xiaojian · 发表于 2012-8-29 09:08:10

我要留个记号

newywx · 发表于 2012-8-29 16:17:36

DCDC用钽电容容易爆掉~

lvyi913 · 发表于 2012-8-29 19:18:59

jj3055 发表于 2012-6-26 17:50
军工航天的也是血的教训下才认识到的。说明他们以前也用过

还有，聚合物钽电容可以做输出滤波的，和普通 ...

上次照了照片，是NI的一款板卡

工程师030 · 发表于 2012-9-2 12:07:33

长经验了，谢谢大家

marshallemon · 发表于 2012-9-2 12:15:40

用于高频，还是三洋OS电容吧

spacefram · 发表于 2012-9-2 12:21:08

DCDC前后用3倍耐压的钽电容还没见短路着火的，2倍耐压的短路着火的很常见。外边乱买的钽电容标25V的，加稳定直流电压到18V爆的不算。

8682661 · 发表于 2012-12-5 14:48:09

lvyi913 发表于 2012-8-29 19:18
上次照了照片，是NI的一款板卡

这该是普通钽电容吧估计人家降额很大？而且同一款办卡，米国出口给欧洲和中国用的电容是不一样的，在中国往往是钽电容

lvyi913 · 发表于 2012-12-6 20:57:06

下次拆开看一下便知道了，这个DCDC输出是5V的。

8682661 · 发表于 2012-12-7 10:51:16

lvyi913 发表于 2012-12-6 20:57
下次拆开看一下便知道了，这个DCDC输出是5V的。

那估计人家用的是16V的

spacefram · 发表于 2012-12-7 11:17:42

liulangmao 发表于 2012-6-26 22:49
这个月500pcs产品用MP1541将5V升压至6.9V，输出电容22uF 16V钽电容，目前已经爆掉30块板子了，看着这些烧焦 ...

你这个要用25V以上的，我5V输出用10V的炸很多，用25V的，一共用了几千个都没见一个爆的。外边有的标16V的，实际是10V的，打磨重标的很多。100UF/16V的体积和100/25V的体积是一样的，AVX牌子同一个型号的，用这样的25V板上会炸，用体积更大的就不会。

mysunmax · 发表于 2013-1-14 20:00:57

mark

hhxb · 发表于 2013-1-14 20:10:00

MARK

dreampet · 发表于 2013-1-14 20:22:27

前一阵接了个案子，就是DCDC输出主电容炸掉的，用的是贴片铝电解电容，但是因为选用的型号耐纹波电流太小，导致温升过高而失效。

xue_pic · 发表于 2013-1-21 09:34:46

长知识了，没想到滤波电容还有这么大的学问。

880705lpdhr · 发表于 2013-4-8 10:02:02

mark

hzztxy · 发表于 2013-4-8 11:39:38

严重学习了，mark

marshallemon · 发表于 2013-4-8 11:41:54

使用聚合物钽电容

PCBBOY1991 · 发表于 2013-4-8 21:46:04

最好参考那些DCDC模块的DATASHEET

land_rover · 发表于 2013-12-16 13:11:40

长见识了

elunlang2000 · 发表于 2013-12-17 13:00:32

MARK。。。。。

qi1985 · 发表于 2013-12-17 13:42:54

钽电容耐浪涌电流能力差，失效会起火。一般用在线性电源输出才合适。

jdw924 · 发表于 2013-12-17 14:13:41

涨姿势了。。。。。。。

chengying · 发表于 2014-6-3 13:59:32

了解,差点走弯路了

chenminhua1980 · 发表于 2014-6-25 15:55:25

一直不明白比如最常用的 106 胆电容和瓷片电容都是16v 价格瓷片低，耐压测试瓷片常温上60v都不见漏电流，高频没法测，想当然认为瓷片好，为什么大多数人选黄胆呢，个人一直用瓷片，只在LDO 后级小心点用

wz18th · 发表于 2014-6-25 16:44:51

DCDC后用普通钽电容，个人感觉纹波压不下来，MLCC又不够大，所以不怎么用钽电容，都是NCC或者三洋的铝电解加MLCC。。最近在做手持的小东西，DCDC后边的滤波电容高度必须压下来，铝电解哭晕在厕所。。

baikenor · 发表于 2014-6-25 21:09:33

美军标好像有个规范规定哪些器件可以不可以用到设计中

其中好像是电源中就不让用钽电容

wele · 发表于 2014-6-26 09:26:42

支持下，前辈经验指导，钽电容DCD电源不能用

zxk236350893 · 发表于 2014-6-27 14:47:54

电脑主板还有电脑电源，用铝电解偏多一点吧，要说便宜，红宝石电容也不会便宜到哪去，不从技术上讲，别人的经验，多少也有些参考价值

今天看了篇文章，疑惑DCDC输出级用钽电容好还是铝电解好...

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