|电解电容为什么会爆炸?一文看明白!( 二 )



(无极性电解电容过压爆破)
通过在电容上捆绑一个热电偶 , 可以测量电容的温度随着施加的电压增加变化的过程 。 下图显示了无极性电容在电压增加过程中 , 当施加的电压超过耐压值 , 内部温度继续增高的过程 。

(电压与温度之间的关系)
下图显示了在同样的过程中 , 流过电容的电流变化 。 可以看到 , 电流的增加是造成内部温度上升的主要原因 。 在这个过程中 , 电压是成线性增加 , 随着电流急剧升高 , 供电电源内组使得电压下降 。 最终 , 当电流超过6A之后 , 随着一声巨响 , 电容炸开 。

(电压与电流之间的关系)
由于无极性的电解电容内部体积大 , 电解液多 , 所以在过流之后所产生的压力巨大 , 导致了外壳顶部的泄压槽没有破裂 , 而电容底部的密封橡胶被炸开了 。
2、有极性电解电容爆炸
对于有极性的电解电容 , 施加电压 。 当电压超过电容的耐压时 , 漏电电流也会急剧上升 , 造成电容过热爆炸 。
下图显示了有极限的电解电容 , 它的容量为1000uF , 耐压16V 。 在过压之后 , 通过顶部泄压槽释放内部气压过程 , 因此就避免了电容爆炸过程 。

(极性电解电容过压爆破)
下图显示了电容的温度随着施加电压的增加变化的情况 , 当电压逐步接近电容的耐压后 , 电容的留点电流增加 , 内部的温度继续上升 。

(电压与温度之间的关系)
下图是电容的漏电电流变化情况 , 标称为16V耐压的电解电容 , 在测试过程中 , 当电压超过15V之后 , 电容的漏电便开始急剧上升了 。

(电压与电流之间的关系)
通过前面两个电解电容的实验过程遭遇 , 也可以看到对于此类1000uF普通电解电容耐压限制情况 。 为了避免电容被高压击穿 , 因此在使用电解电容的时候 , 需要根据实际电压波动情况 , 留下足够的余量 。
03 电解电容串联
在适当的情况下 , 可以通过并联和串联来分别获得更大的电容容量和更大的电容耐压 。

(过压爆破之后的电解电容爆米花)
在有些应用场合 , 施加在电容上的电压是交流电压 , 比如扬声器的耦合电容、交流电相位补偿、电机移相电容等 , 需要使用无极性的电解电容 。
在一些电容制造商给出的使用手册上 , 也给出了使用传统的有极性电容通过背对背的串联 , 即将两个电容的串联在一起 , 但极性相反来获得无极性电容的效果 。

(过压爆破之后的电解电容)
下面对比一下有极性电容在施加正向电压、反向电压、两个电解电容背对背串联成无极性电容三种情况下 , 漏电流随着施加电压增加变化情况 。
1、正向电压与漏电流
通过串联一个电阻来测量流过电容的电流 , 在电解电容(1000uF , 16V)的耐压范围内 , 从0V开始逐步增加施加的电压 , 测量对应的漏电电流与电压之间的关系 。

(正极性串联电容)
下图显示了有极性铝电解电容的漏电流与电压之间的关系 , 这是一个非线性的关系 , 漏电电流在0.5mA以下 。

(正向串联之后电压电压与电流之间的关系)
2、反向电压与漏电电流
使用同样的电流测量施加方向电压与电解电容漏电电流之间的关系 , 从下图可以看出 , 当施加的反向电压超过了4V之后 , 漏电电流便开始快速增加 。 通过后面的曲线斜率来看 , 反向的电解电容相当于一个阻值 为1欧姆的电阻 。

(反向电压电压与电流之间的关系)
3、背对背串联的电容