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固态电解电容器内部产生高压是固态电解电容器爆炸的原因,红宝石电解电容电解液的革新
点击次数: 发布日期:2024-01-29
固态电解电容器内部产生高压是固态电解电容器爆炸的原因,红宝石电解电容电解液的革新
红宝石电解电容电解液的革新早期的电解液主要成分是硼酸,相对来说电阻率比较大,不需要考虑闪火电压问题,由于正极箔的比容很低,需要很大的铝箔才能得到需要的电容量,因此,电解液与滤波的接触面积相对很大,从客观上基本抵消了电解液电阻率高的问题,由于早期电解电容器的体积比较大,散热能力也比较好,加上当时的电子电路产生的纹波电流相对比较小,因此发热的温升比较低,用时无须考虑散热问题;由于整流变压器的存在,整流滤波产生的纹波电流也小于现在220V直接整流产生的100Hz纹波电流,早期电解电容器的最高工作温度仅为55℃,随着电解电容器体积的大大减小,铝箔面积大大减小,电解液接触滤波的面积也大大减小,与此同时,需要电解电容器能承受的电流越来越大,原来的高电阻率电解液已不能适应新的需求,需要尽可能地降低电阻率,与此同时,根据应用需求,还要拓宽电解电容器的应用温度,现在的电解液,溶剂采用乙二醇,再根据不同的应用需求,加入需要的添加剂,随着电解电容器的工作温度升高到125℃甚至是130℃以上,高压电解电容器的电解液的溶剂改为乙二醇+二甘醇,对于需要满足-55℃的低压电解电容器,其电解液的溶剂需要用γ-丁内酯,1.7 加强安全性的强制措施随着电解电容器小型化的需求,同时纹波电流远高于早期电解电容器,早期电解电容器的高电阻率的导电糊膏被电阻率低的电解液替代,当电解电容器严重过电流或漏电流过大,就会使电解电容器过热导致其内压增高,最终可能产生电解电容器外壳爆破射出的危险现象,为了避免这种现象,需要在电解电容器外壳、盖板、胶塞上设置泄压装置,即防爆阀,引线式电解电容器一般立于电路板上,胶塞面对电路板,为了防止电解液泄漏到电路板上和防爆阀准确地泄压,引线式电解电容器的防爆阀通常设置在铝壳的顶端,引线式电解电容器的防爆阀对于小直径引线式电解电容器,由于壳内体积有限,所产生的气体一般只能将铝外壳与胶塞分离,随着电解电容器直径的增加,异常状态时将产生较高气压,将铝外壳高速射出,产生危险,因此,直径大于或等于8mm的电解电容器外壳必须设置防爆阀,用刻痕降低被刻部分的强度,当电解电容器内压超过安全值时,电解电容器外壳内部气体冲破防爆阀,产生凸底现象,红宝石电解电容当引线式电解电容器在上电过程中产生内爆时,电容器的防爆阀被顶开,不再仅仅是凸底,通常在防爆阀的划痕处炸开,将高压气体和部分电解液爆出,通常称为“爆浆”,如图1-16所示,“牛角”型电解电容器的引脚焊接在电路板上,通常引脚在下面,因此“牛角”型电解电容器的防爆阀与引线式电解电容器的防爆阀类似,设置于铝壳的顶端,如图1-17所示,也有体积较大的“牛角”型电解电容器采用侧划痕的防爆阀设计,原理与铝外壳顶部划痕相同,这里不再赘述,螺栓式电解电容器通常用钢卡将电解电容器固定,作为电极的螺栓,一般是向上的,因此螺栓式电解电容器的防爆阀设置在盖板上,如图1-18所示,引线式电解电容器、“牛角”型电解电容器、螺栓式电解电容器的防爆阀极限压力一般设置为0.25MPa,即约2.5个大气压,“牛角”型电解电容器或螺栓式电解电容器出现内爆现象时,通常是防爆阀打开泄压,但是个别的电解电容器防爆阀可能存在瑕疵,造成防爆阀没来得及打开外壳就爆炸了,如图1-19所示,固态电解电容器由于不存在产生气体问题,所以不需要设置防爆阀,但是,固态电解电容器在极端条件下也会出现将铝外壳炸飞的现象,其原因可能是在极端情况下,由于固态电解电容器没有氧化膜修复能力,一旦正极箔瑕疵点被击穿,就会出现固态铝电解电容器短路现象,流过远高于纹波电流承受能力的极度过电流,造成极度的发热,使高导电聚合物汽化,在固态电解电容器内部产生高压,是固态电解电容器爆炸的原因。

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