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钽&电容

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发表于 2010-12-15 12:43:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
先来COPY一下网上关于钽电容的一些优势
钽电容器不仅在军事通讯,航天等领域广泛使用,而且使用范围还在向工业控制,影视设备、通讯仪表等产品中大量使用。
很多朋友说钽电容易爆炸,易漏电,这里我想替他伸冤;
如果钽电容有那么高的失效率,绝对不会在军用设备上使用。我可以负责任的告诉你,固钽可以达到八级失效率 也就是 0.001%/1000小时  通俗点,平均一千小时才会有十万分之一个损坏,军用电子设备基本上很难寻觅到铝电解的影子了,取而代之的都是钽,钽电容的某些性能现在好的铝电解也能做到,但是最为重要的可靠性,是铝电解永远达不到的 。

1.JPG
   1.体积小。 由于钽电容采用了颗粒很细的钽粉,而且钽氧化膜的介电常数ε比铝氧化膜的介电常数高17,因此钽电容的单位体积内的电容量大。
  2.使用温度范围宽。 一般钽电解电容器都能在-50℃~100℃的温度下正常工作,虽然铝电解也能在这个范围内工作,但电性能远远不如钽电解。
  3.寿命长、绝缘电阻高、漏电流小 。钽电解电容器中钽氧化膜介质不仅耐腐蚀,而且长时间工作能保持良好的性能。
  4. 阻抗频率特性好。对频率特性不好的电容器,当工作频率高时电容量就大幅度下降,损耗(tgδ)也急剧上升。但固体电解电容器可工作在50kHz以上。钽电容随频率上升,也要出现容量下降现象,但下降幅度较小,有资料表明,工作在10kHz时钽电容容量下降不到20%,而铝电解电容容量下降达40%。
    5.可靠性高。 钽氧化膜的化学性能稳定,又因钽阳极基体Ta2O5能耐强酸、强碱,所以它能使用固体或含酸的电阻率很低的液体电解质,这就使得钽电解的损耗要比铝电解电容小,而且温度稳定性良好。作为电解电容器中的一类。广泛应用于通信、航天和军事工业、海底电缆和高级电子装置、民用电器、电视机等多方面。
下面上几张图,看看钽电容具体都在哪里
以下是HP3456A和HP3458A

 楼主| 发表于 2010-12-15 12:43:47 | 显示全部楼层
HP3456A.jpg
HP3458A.jpg
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 楼主| 发表于 2010-12-15 12:44:48 | 显示全部楼层
这是Datron1061
Datron1061.jpg
舒立强7081
舒立强7081.jpg
图中红框处的金封元件就是钽电容
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 楼主| 发表于 2010-12-15 12:45:33 | 显示全部楼层
钽电容也被广泛运用到军事,航天领域一些老军机上常能见到它的身影,常被被称作“银钽”
顾名思义,就是因为它是由纯银外壳封装的,许多拆机的CA30,二三十年过去了,容量依然充足,
性能依然良好,因此受到一些发烧友的广泛追捧
20070823_5626dbd3173cd539aae6xaMPrkEBvXXY.jpg
20080927_516f011d5b01d9c3370b4o0MoZPTuwK8.jpg
国产平和、 天和的CA30钽电解 银外壳
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 楼主| 发表于 2010-12-15 12:45:58 | 显示全部楼层
钽电解分为固钽和液钽,固钽就是钽粉烧结的钽块做正极,二氧化锰做电解质的电容,因为二氧化锰为固体,所以成为固体钽电解电容,例如HP3456A和HP3458A中的都是固钽,固钽的封装外壳是铜壳镀锡,不是银的
液钽阳极也是钽块,但电解质是液态的,所以成为液钽,固钽和液钽的区别有点像铝电解的“固态”和“液态”,因为电解质是液态的,防止电解液挥发或者泄露,所以高可靠下的液钽都要求用玻璃密封,外壳也要用耐腐蚀的纯银,是有点奢侈~
一款军用导航设备上的固钽
DSC_6739.jpg
银外壳的液钽
银外壳.JPG
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 楼主| 发表于 2010-12-15 12:49:18 | 显示全部楼层
还有一种是树脂装的固钽,比较便宜,民用的居多
树脂封装.JPG
钽的介电常数很大,也能在比较高的电压下做到比较高的容量
下面的图说明了不同种的电容电压容量范围的比较
   11.JPG
美国NASA(美国宇航局)的优选目录现在只有四种电容可以选,分别是
瓷介,玻璃介质,钽和薄膜
nasa.JPG
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发表于 2010-12-15 13:04:41 | 显示全部楼层
沙发~沙发~
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发表于 2010-12-15 13:07:00 | 显示全部楼层
和平、天和是上海、无锡出的。
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发表于 2010-12-15 13:27:29 | 显示全部楼层
钽电容的单位体积内的电容量大?没看出来嘛,现在铝电解好像比图上的还小嘛
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 楼主| 发表于 2010-12-15 13:32:57 | 显示全部楼层
钽电容主要有一下几种失效模式
   捕获.JPG
预防措施如下
捕获1.JPG
要特别注意的是,钽电容是极性电容器,禁止使用在交流或者含有交流分量的电路中(双极性除外),固钽不能承受任何反向电压,
液钽可以承受最高3V的反向电压,现在国内新云电子的液钽最高有做到10V反向电压的
而且美军标中还规定钽电容使用时,应控制瞬间大电流(纹波电流)对电容器的冲击。建议串联R>3Ω/V的电阻以缓解这种冲击,以限制电流在300mA以下
也就是
3o.jpg   
图中的输入电压时28V  R至少应为28*3欧/V=84欧
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 楼主| 发表于 2010-12-15 13:33:38 | 显示全部楼层
现在还有一种液钽,外壳是由纯钽外壳,相比银外壳更耐腐蚀,能承受更大的机械应力,只要密封性好,理论上应该可以永远使用下去,当然了价格也更贵了,VISHAY的134D ,135D就是这种外壳的 最高工作温度可以达到200度
结构如下
3.JPG
下面发两张VISHAY官方的图片,就足以说明钽电容在他们产品线中的地位了
   2.JPG
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 楼主| 发表于 2010-12-15 13:34:11 | 显示全部楼层
222.JPG
111.JPG
固钽和液钽的优势对比


看到有朋友谈到钽电解爆炸的问题,忘记说了一点,不管什么元件都要降额使用,降额是个标准,不管是国军标还是美军标都有强制的规定,降额无论对电子元件的寿命还是性能,可靠性都有不少的提高,有时是几个数量级的提高。因此固钽使用时要降低到三分之一的额定电压,最大不超过二分之一,如果直接将固钽应用到额定电压下,基本上必爆无疑。
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发表于 2010-12-15 13:55:09 | 显示全部楼层
钽电容不是会起火燃烧的吗?
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发表于 2010-12-15 14:03:13 | 显示全部楼层
我有些银钽,沉甸甸的,一直没地用。
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发表于 2010-12-15 14:30:39 | 显示全部楼层
说的好,学习啦。
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发表于 2010-12-15 15:08:50 | 显示全部楼层
我爆炸过几个
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发表于 2010-12-15 15:26:18 | 显示全部楼层
树脂封装的钽电容有很多失效烧毁的先例,有条件的上金封的。
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发表于 2010-12-15 16:08:21 | 显示全部楼层
我准备开始发烧了~这次烧电容~~~第一句话就是哪有卖的?
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发表于 2010-12-15 17:01:08 | 显示全部楼层
我也有几只银钽
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 楼主| 发表于 2010-12-15 17:43:42 | 显示全部楼层

回 17楼(sxy800125) 的帖子

真骚假骚?真骚的话国内新云,星日都有。外国的VISHAY,KEMET也有,规格很全
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 楼主| 发表于 2010-12-15 18:03:39 | 显示全部楼层

回 8楼(bear375) 的帖子

vishay STA系列6V可做到4700UF的容量,而他的体积L*D=10.31mm*9.52mm
如此高的容量密度难道还小吗?
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发表于 2010-12-15 19:27:29 | 显示全部楼层
VISHAY的134D ,135D 谁有啊 搞几个来玩玩
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发表于 2010-12-15 20:46:13 | 显示全部楼层
搞那么复杂,还要回复才能看
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发表于 2010-12-15 21:29:55 | 显示全部楼层
我也烧过,接反通电,一下子就着火了!
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 楼主| 发表于 2010-12-15 22:09:09 | 显示全部楼层

回 21楼(卓轩) 的帖子

135D
DSCN0225.JPG
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发表于 2010-12-15 22:23:08 | 显示全部楼层
国产的我也有几只
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发表于 2010-12-15 22:41:17 | 显示全部楼层
图中红框处的金封元件就是钽电容
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发表于 2010-12-15 22:47:43 | 显示全部楼层
既然楼主在普及高级电容的知识就顺便解释下,CA的老液钽的正极引线是啥材料的吧。我用强磁的吸铁就可以吸住正端的引线。
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 楼主| 发表于 2010-12-15 23:00:59 | 显示全部楼层

回 27楼(mcmwy) 的帖子

呵呵,液钽的引出线是镍,是磁性材料,当然能被磁铁吸引了,个别的阴极是铜镀锡的
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发表于 2010-12-15 23:06:35 | 显示全部楼层

Re:回 27楼(mcmwy) 的帖子

引用第28楼wowcartier于2010-12-15 23:00发表的 回 27楼(mcmwy) 的帖子 :
呵呵,液钽的引出线是镍,是磁性材料,当然能被磁铁吸引了,个别的还有铜镀镍的

非常感谢解答这个问题。最外层还有镀银,就奇怪了怎么给吸起来了还只是一边能起来,原来是镍的。学习了
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