热点应用丨钽电容器耐“冷/热”么？——法莱宝热流仪Dragon大揭秘

随着移动通信技术的不断创新和进步，人类社会已经迈入了信息时代。在信息时代的飞速发展下，各类电子智能及通讯设备不断推陈出新，为人们的生活带来便利。在众多电子及通讯产品中，各个零部件对于产品的使用都发挥着至关重要的作用。其中，钽电容器作为电容器中体积小而又能达到较大电容量的产品，因其优异的性能，不仅广泛应用于军事通讯，航天等领域，还在工业控制、影视设备、通讯仪表等产品中大量使用。另外，由于钽电容耐电压及电流能力较弱，常见的三种失效模式主要为电压型、电流型和发热型，并在失效后容易引起爆裂燃烧。因此，钽电容在应用前需要对其进行失效分析。为了考察环境温度变化对钽电容器的影响，法莱宝热流仪Dragon无疑是优选。它可根据“ESCC 浪涌电流钽电容”标准对钽电容器进行检测认证。

法莱宝热流仪Dragon

法莱宝热流仪Dragon能进行快速的升降温，进而模拟极限的温度环境，对零部件进行热冲击。Dragon采用空冷控温模式，温度范围可从-72℃至+225℃之间进行超长连续控温。如下图1所示，热流仪Dragon正在对电容器进行测试，将电容器安装在电子器件上，通入稳定输出的直流电，并在输出端产生很小的噪声（波纹），其测试目的是验证电容器在极端温度下能否正常运行。

图1 钽电容器测试—新型Dragon热流仪

通常，测试条件为在-55℃至+85℃之间对电容器进行10次循环充电和放电（极限测试高温可调至+125℃或+200℃，可根据不同的应用进行调整）。电子组件电路开关示意图如下图2所示，当机械开关1闭合时，向电容器施加一定的电压，该电路视为短路，因而电流值很大；电容器处于充电状态，电流值几乎为零。当开关2闭合时，电路电压为0V，此时电容器处于放电状态，直至电流几乎为零。

图2 检测中的电子组件

图3 处在测试中的钽电容器

通过10次循环充电和放电后，对每个电容器进行漏电流检测，考察温度变化对其的影响。

泄漏电流检测

图4 钽电容器的漏电流检测

图4显示为电容器完全充电至其额定电流（Ur）时通过电容器的剩余电流值（I），每次充电后5min内开始监测，单位µA。漏电流相当于电容器的绝缘电阻，因此必须尽可能低。泄漏电流值是电容值和电阻值的函数，下图5记录了漏电流值随温度的变化。

图5 漏电流值随变温度变化的关系图

如下图6和图7所示，在短时间内漏电流值几乎为零的电容器件可通过失效分析试验；而随着外界温度变化导致漏电流值产生极大波动的电容器视为失效组件，并在失效后容易引起爆裂燃烧。

图6. 电容器的漏电流随时间变化图

图7. 钽电容器失效分析测试