陶瓷电容和薄膜电容失效分析

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1、电容失效分析概述a、某电源在市场因吸收陶瓷电容炸裂烧毁，造成市场批量整改，以及对用到此陶瓷电容其它产品线模块进行长达近一年的风险评估试验。b、在某充电机模块的生产过程中，老化时薄膜电容器连续失效，导致二极管烧毁。原因分析a、陶瓷电容失效分析陶瓷电容作为PFC二极管的阻容吸收电路和输出整流二极管的RCD吸收电路，经对失效批次电容测试容量和电压满足要求，损耗高于规格书要求。由于该电源是密封使用，环境温度较高，损耗高电容的发热就高，电容温度超过最高使用温度，随着时间的延长，电容自身损耗不断上升，由于自身温升和环境无法达到热平衡，不断恶化，最终导致电容出现热击穿，发生电容炸裂。后查实为供应商擅自

2、换料造成，认为满足电压和容量要求就可以了。b、薄膜电容失效分析薄膜电容器用于二极管吸收电路，电容额定压630VDC，电路中正常尖峰小于200V，满足降额要求。失效电容器外观良好，无损坏痕迹。用LCR表测试，失效样品均无容量，引脚间呈开路状态。解开电容器塑料封装，引线以及引线与喷金层焊接良好，喷金层与芯子连接部位有发黑痕迹；展开电容器芯子金属化膜，部分失效电容器金属化膜光亮平整完好，另一部分金属化膜已经发热变形。初步判断为电路dv/dt过大导致电容器失效。测试电路中电压波形，发现dv/dt为3000V/μs，但选用的薄膜电容器dv/dt最大值只有40V/μs。为验证失效模式，取一批新电容器

3、，初测正常，上机老化后，电容器80-90第3页共0页填写文件标题+版本号％失效，排除厂家来料质量问题，确定该电容器不适合在该电路中使用。解决方案a、陶瓷电容选用低损耗同容量同电压物料，应用多年未发现失效。对于陶瓷电容，因介质不同、相同容量和电压的电容，其损耗差别很大。如选型仅从电压等级和容量上来考虑，会造成误选，因此类失效，生产中不会立即表现，易造成市场上严重损失。b、所有单板（包括半成品、成品以及发货产品）此位置使用的该电容器全部更换为同规格dv/dt较大的双面金属化聚丙烯电容器后问题解决。对于薄膜电容，选取吸收电容的参数除电压和容量外，最主要的指标还有dv/dt和纹波电流（电压）。特

4、别是dv/dt这个参数，即使是容量和电压相同，系列不同、引脚间距不同的电容，其额定值可从几V/us到几KV/us。如果仅从电压和容量指标选择电容，电容工作一段时间后就会容值衰减甚至消失。另外由于功率器件开关频率比较高（可达上百KHz），高频下较小的电压波动就会导致较大的纹波电流（I=WCU），过大的纹波电流将导致电容温升高、参数劣化或烧毁。选型建议针对吸收电容的选型是否可靠，除了考虑电压、容量以外，还需关注第3页共0页填写文件标题+版本号电容器的dv/dt、温升（或者纹波电流）及损耗，通过查Vrms-f、Vp-p－f曲线可了解通过电容器的纹波（Irms）能力，在选用时有个量化指标参考。第

5、3页共0页填写文件标题+版本号