No.018 电解电容器的介质击穿、电容损失和开路

1.结构描述及分析

（1） 结构描述

铝电解电容器由表面有氧化物薄层的铝带制成，与绝缘铝板电隔离的液态电解质在与未氧化的铝板接触时形成另一电极，电解电容器的典型结构如图No.018-1所示。

（2） 结构分析

①氧化物绝缘体起整流器的作用，即在一个方向传导电流而在另一方向阻断电流。因此，铝电解电容器两端电压的极性不正确将损坏电容器。

②电解电容器在正常连续工作期间，叠加在直流电压上的纹波电圧峰值不允许超过最大直流工作电压。按规定其承受的偶然浪涌电压虽可超过它的最大直流工作电压，但最大浪涌电压额定值很可能导致电容器产生突发故障。

③ 由于介质绝缘层薄和导体表面积大，故电解电容器的漏电流相当大。由于发热是缩短电解电容器预期寿命的主要因素，所以必须限制纹波电流以免电容器过热。在高频转接应用中，不仅基频纹波电流产生损耗 （发热），而且高频谐波电流也产生损耗。

④ 常见的铝电解电容器的故障现象有介质击穿、电容损失和开路等。

2.故障原因及机理

（1） 形成原因

① 由环境温度或纹波电流引起的温升。

② 连续或瞬间的过高的电压。

（2） 形成机理

① 介质击穿：介质击穿可能由过压或对介质造成损伤的制造缺陷引起。介质击穿引起电容器两个端子之间的电流不受控制地流动，从而导致过大的功率耗散且可能发生爆炸。

② 电容损失：当有电解质损失时就会发生电容损失。当电解电容器的密封外壳存在泄漏时，便发生电解质损失。通常，某些清洗溶剂、温度升高、振动或制造缺陷都会加速密封性能变坏。电解质损失的典型结果是电容损失，等效串联电阻值增大，以及功率耗散相应增大。

③ 开路：当电容器内部连接端子性能变差及失效时，通常便发生开路。电连接性能变差可能是腐蚀、振动或机械应力作用的结果。开路故障的结果是电容损失。

3.解决措施

电解质流失的根源是：厂商对电容器引线周围未进行密封，导致电解质过了一段时间便流失。加速电解质流失的因素包括环境的剧烈振动、电容器支撑不当、环境温度升高和电压纹波明显。