前言
如果我們觀察電解電容的頂部,就會發(fā)現(xiàn)電解電容頂部會有十字、K字和Y字不同樣式開槽,這其實是電解電容的防爆閥,顧名思義,防爆閥是為了應(yīng)對電解電容爆炸而在電解電容外殼上設(shè)計的一種特殊結(jié)構(gòu),但是防爆閥能防止電解電容爆炸嗎?答案是不能的,它的作用是用于在電容內(nèi)部發(fā)生異常情況時釋放壓力或阻止火焰蔓延,從而防止電解電容爆炸或者線路板起火的發(fā)生。常見的防爆閥設(shè)計包括十字、K字和Y字等。
一旦電解電容爆炸,防爆閥會首先開裂,并且會從這釋放出大量的氣體,看起來像白煙,這其實是電解質(zhì)蒸氣,由于從這里逸出的氣體溫度將超過 100°C,所以硬件工程師調(diào)試板子的時候千萬要注意,別搞反了電解電容的極性,不然板子上電后嚇到事小,毀容事大呀。
防爆閥的類型
1.十字型防爆閥:這種設(shè)計在電容外殼上形成一個交叉的十字紋路。
2.K字型防爆閥:K字型防爆閥是在電容外殼上形成K字形的紋路,類似于一個大寫字母“K”。
3.Y字型防爆閥:Y字型防爆閥的設(shè)計類似于一個大寫字母“Y”,在電容外殼上形成Y字形的紋路。
當電容內(nèi)部壓力過高時,外殼會沿著這些紋路裂開,這些紋路會起到釋放壓力或阻止火焰在線路板上蔓延的作用,確保線路板以及產(chǎn)品的安全。防爆閥的存在是為了確保可能的壓力釋放,并避免電容器因內(nèi)部壓力而爆炸,一般而言,在設(shè)計線路板外殼時,防爆閥和外殼至少留有3mm的空間,因為如果空間過小,電解電容爆炸后其內(nèi)部的電解液會在線路板上炸裂開來,可能導(dǎo)致某些線路短路,從而使產(chǎn)品失去功能。
導(dǎo)致電解電容爆炸的原因
1.過大電壓
施加高于額定電壓的電壓會引起陽極箔的化學(xué)反應(yīng)(形成電介質(zhì))導(dǎo)致漏電流迅速增加,從而產(chǎn)生熱量和氣體,內(nèi)部壓力因此也會升高。
這種化學(xué)反應(yīng)會隨著電壓,電流,環(huán)境溫度的升高而加快。隨著內(nèi)部壓力增加,電容器會開閥或損壞失效。也可能會導(dǎo)致電容器容量降低,損失角和漏電流增加,從而會導(dǎo)致電容器短路。
2.反向電壓
施加反向電壓會導(dǎo)致陰極箔發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(形成電介質(zhì)),并且與過電壓的情況一樣,泄漏電流會隨著熱量和氣體的產(chǎn)生而迅速增加,從而導(dǎo)致內(nèi)部壓力增加。
小至1V的反向電壓都會導(dǎo)致電容減小。2至3V 的反向電壓會因電容減少、tanδ 增加和/或漏電流增加而縮短使用壽命。更高值的反向電壓可能會打開泄壓孔或?qū)е缕茐男怨收稀?/span>
3.浪涌電壓
浪涌電壓是指電解電容短時間內(nèi)可以承受的過電壓,大概是額定電壓的1.15倍,過大的浪涌電壓可能會導(dǎo)致電解電容損壞。
4.紋波電流
紋波電流過大導(dǎo)致電解電容溫度快速上升,當溫度超過了電解電容的工作溫度范圍時,從而導(dǎo)致電解電容內(nèi)部產(chǎn)生大量氣體,最終導(dǎo)致電解電容爆炸。
為什么有的電容沒有防爆閥
一般而言,只有含有電解液的電解電容才需要防爆閥,因為電解液可能會因為溫度的緣故氣化并產(chǎn)生壓力。像鉭電容內(nèi)部不含電解液,就不需要防爆閥了。另外一些小型的電解電容器,比如直徑6.3毫米的電解電容也可能沒有防爆閥,因為尺寸太小,一方面比較難在上面做一個可靠的防爆閥,另外一方面,尺寸小,即使爆炸了,危害也小,一般不會造成危險。