第一组 铝电解电容的失效机理和失效模式

1、1铝电解电容的失效模式和失效机理n1200150207 陈炳火（组长）陈炳火（组长）n1200150208 陈伟斌陈伟斌n1200150203 李宜茹李宜茹n1200150232 钟富生钟富生n1200150304 牛帆帆牛帆帆n1200150311 何振林何振林 主讲：主讲：何振林何振林2铝电解电容的基本概念n铝电解电容的定义铝电解电容的定义n 铝电解电容器是一种有正极、负极的电容器，铝电解电容器的基本结构是由一层阳极铝箔，一层阴极铝箔和中间夹有一层浸有电解液的衬垫纸以及天然氧化膜经重叠卷绕而成的，电极浸过电解液之后，再用铝壳和胶盖封闭起来的电容器。3铝电解电容的组成组成铝电解电容的材料有：

2、组成铝电解电容的材料有： 电解纸、电解液、阳极铝箔、阴极铝箔、胶盖、胶管、导针和铝壳。铝电解电容器的芯子是由阳极铝箔、电解纸、阴极铝箔、电解纸由里及外的顺序依次叠放，卷绕成圆柱状而形成的。4失效机理和失效模式n基本基本概念概念：n失效：失效：指的是零部件失去原有设计所规定的功能n失效机理：失效机理：引起失效的物理、化学或其他的原因和过程。比如过载，腐蚀等n失效模式：失效模式：失效的形式，比如开路，短路，漏电等 下面表格详细列举了铝电解电容的失效模式，失效原因，失效部位，失效机理，失效类型和与失效相关的变量。56 从铝电解电容的典型的失效案例分析主要是失效机理和失效模式铝电解电容漏电流大导致整机

3、异常n案例案例：工厂在生产一款电子镇流器过程中：工厂在生产一款电子镇流器过程中，抽查，抽查了了10只铝电解电容，发现样品充电过程只铝电解电容，发现样品充电过程较长时，表现出漏电流不能较快降低、漏电流大到某种程度上就反映了阻容时间常数的较长时，表现出漏电流不能较快降低、漏电流大到某种程度上就反映了阻容时间常数的变变大大.n而而铝电解电容的漏电流偏大造成的异常状态保护时间延长，使得振荡电路中的晶体管承铝电解电容的漏电流偏大造成的异常状态保护时间延长，使得振荡电路中的晶体管承受不了过热而烧毁。经过研究发现，对抽查的电解样品经过几次充放电后，电解电容的受不了过热而烧毁。经过研究发现，对抽查的电解样品经

4、过几次充放电后，电解电容的漏电流就能得到恢复，保护用的电解电容器的电压异常波形，漏电流就能得到恢复，保护用的电解电容器的电压异常波形， 经过三次左右的测试后，经过三次左右的测试后，就会恢复保护用铝电解电容的电压正常波形。就会恢复保护用铝电解电容的电压正常波形。7n分析：从电解电容生产厂商提供的产品相关资料看，生产过程属正常范围，未有品质异分析：从电解电容生产厂商提供的产品相关资料看，生产过程属正常范围，未有品质异常的记录，但是通过了解，知道铝电解电容器生产厂商对所有的产品均会在限流电阻保常的记录，但是通过了解，知道铝电解电容器生产厂商对所有的产品均会在限流电阻保护下进行充电老化。铝电解电容生产

5、厂在产品老化时，如果老化夹具上的限流保护电阻护下进行充电老化。铝电解电容生产厂在产品老化时，如果老化夹具上的限流保护电阻烧毁或电解电容接触不良，就会导致对应夹具上的产品老化不充分，从而造成产品存在烧毁或电解电容接触不良，就会导致对应夹具上的产品老化不充分，从而造成产品存在漏电流过大的现象。漏电流过大的现象。n根据铝电解电容器固有特性，铝电解电容在不通电情况下电解液与铝箔产生电化学反应根据铝电解电容器固有特性，铝电解电容在不通电情况下电解液与铝箔产生电化学反应，铝电解电容中的绝缘介质受到损伤，从而使漏电流回升。图二为招电解电容器漏电流，铝电解电容中的绝缘介质受到损伤，从而使漏电流回升。图二为招电

6、解电容器漏电流与存储时间的特性曲线，从图二的曲线可以看出，随着存储时间的延长，约与存储时间的特性曲线，从图二的曲线可以看出，随着存储时间的延长，约6个月后漏个月后漏电流逐渐增。电流逐渐增。8铝电解电容电解液溢出无容量值导致整灯闪烁n案例：有一款案例：有一款LED驱动在寿命试验点到驱动在寿命试验点到1000h时发现整灯闪烁，经过测试时发现整灯闪烁，经过测试，确认铝电解，确认铝电解电容器有异常。细致分析后，产品本体外观电容器有异常。细致分析后，产品本体外观正常正常、防爆阀微鼓，且顶部铝壳表面附有黄、防爆阀微鼓，且顶部铝壳表面附有黄色物质（怀疑电解液溢出）。色物质（怀疑电解液溢出）。n现象现象：性能

7、：性能测试时发现铝电解电容的损耗角值超出正常的标准、漏电流值在规定的范围测试时发现铝电解电容的损耗角值超出正常的标准、漏电流值在规定的范围内、但已测不出容量值、这表明了均与电解质释放有关。同时解剖了内部芯子，发现内内、但已测不出容量值、这表明了均与电解质释放有关。同时解剖了内部芯子，发现内部的芯子卷绕整卉、芯子干枯、同时芯子顶部有轻微打火发黄现象，打火点与铝壳防爆部的芯子卷绕整卉、芯子干枯、同时芯子顶部有轻微打火发黄现象，打火点与铝壳防爆阀孔洞处相对应阀孔洞处相对应。n通过通过以上的分析，可以确认造成这次点灯过程中闪烁的原因就是电解电容防爆阀槽在异以上的分析，可以确认造成这次点灯过程中闪烁的原

8、因就是电解电容防爆阀槽在异常的情况下打开，造成电解液挥发。产品经过长时间工作后，电解液从孔洞处溢出挥发常的情况下打开，造成电解液挥发。产品经过长时间工作后，电解液从孔洞处溢出挥发较多、使内部芯子干枯、电容容量值减小、损耗值增大较多、使内部芯子干枯、电容容量值减小、损耗值增大,从而导致输出电压的纹波电压过从而导致输出电压的纹波电压过大，致使整灯闪烁。大，致使整灯闪烁。9铝电解电容的预防失效 通过通过对电解电容器的失效模式和失效机理分析研究，为预防对电解电容器的失效模式和失效机理分析研究，为预防铝电解电容失效提供了方法依据。预防措施应包括存储、电路设铝电解电容失效提供了方法依据。预防措施应包括存储

9、、电路设计、安装等各方计、安装等各方面面。10铝电解电容器存储环境，应注意：铝电解电容器存储环境，应注意：n（1）避免与水或油污接触或处于结露状态。）避免与水或油污接触或处于结露状态。n（2）避免让日光、臭氧，紫外线及放射线直接照射。）避免让日光、臭氧，紫外线及放射线直接照射。n（3）避免处于充满有害气体的环境（硫化氢、亚硫酸、亚硝）避免处于充满有害气体的环境（硫化氢、亚硫酸、亚硝酸、氨水、酸、氨水、Cl2等）。等）。n（4）避免震动及冲击，不得超过规格说明书中的规定值。）避免震动及冲击，不得超过规格说明书中的规定值。11设计电路，应注意：设计电路，应注意：n（1）温度和频率的变化不能引起电性

10、能变化。）温度和频率的变化不能引起电性能变化。n（2）双面印刷电路板上安装电容器时，电容器的安装位置避）双面印刷电路板上安装电容器时，电容器的安装位置避免多余的基板孔和过孔。免多余的基板孔和过孔。n（3）两只以上电容器并联连接时的电流均衡。）两只以上电容器并联连接时的电流均衡。n（4）两只以上电容器串联连接时的电压均衡和过电压保护。）两只以上电容器串联连接时的电压均衡和过电压保护。12安装时，应注意：安装时，应注意：n（1）电容器正、负极间距必须与线路板板孔距相吻合。）电容器正、负极间距必须与线路板板孔距相吻合。n（2）保证防爆阀上方留有一定的距离和空间。）保证防爆阀上方留有一定的距离和空间。n（3）防爆阀上方尽量避免配线或安装其他元件。）防爆