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一个有温度的硬件工程师-文末有惊喜
已经动过的心和已经错过的岁月,都像逝去的河水,永远无法倒流。——《琅琊榜》
前言
如果我们观察电解电容的顶部,就会发现电解电容顶部会有十字、K字和Y字不同样式开槽,这其实是电解电容的防爆阀,顾名思义,防爆阀是为了应对电解电容爆炸而在电解电容外壳上设计的一种特殊结构,但是防爆阀能防止电解电容爆炸吗?答案是不能的,它的作用是用于在电容内部发生异常情况时释放压力或阻止火焰蔓延,从而防止电解电容爆炸或者线路板起火的发生。常见的防爆阀设计包括十字、K字和Y字等。
一旦电解电容爆炸,防爆阀会首先开裂,并且会从这释放出大量的气体,看起来像白烟,这其实是电解质蒸气,由于从这里逸出的气体温度将超过 100°C,所以硬件工程师调试板子的时候千万要注意,别搞反了电解电容的极性,不然板子上电后吓到事小,毁容事大呀。
防爆阀的类型
1.十字型防爆阀:这种设计在电容外壳上形成一个交叉的十字纹路。
2.K字型防爆阀:K字型防爆阀是在电容外壳上形成K字形的纹路,类似于一个大写字母“K”。
3.Y字型防爆阀:Y字型防爆阀的设计类似于一个大写字母“Y”,在电容外壳上形成Y字形的纹路。
当电容内部压力过高时,外壳会沿着这些纹路裂开,这些纹路会起到释放压力或阻止火焰在线路板上蔓延的作用,确保线路板以及产品的安全。防爆阀的存在是为了确保可能的压力释放,并避免电容器因内部压力而爆炸,一般而言,在设计线路板外壳时,防爆阀和外壳至少留有3mm的空间,因为如果空间过小,电解电容爆炸后其内部的电解液会在线路板上炸裂开来,可能导致某些线路短路,从而使产品失去功能。
导致电解电容爆炸的原因
1.过大电压
施加高于额定电压的电压会引起阳极箔的化学反应(形成电介质)导致漏电流迅速增加,从而产生热量和气体,内部压力因此也会升高。
这种化学反应会随着电压,电流,环境温度的升高而加快。随着内部压力增加,电容器会开阀或损坏失效。也可能会导致电容器容量降低,损失角和漏电流增加,从而会导致电容器短路。
2.反向电压
施加反向电压会导致阴极箔发生化学反应(形成电介质),并且与过电压的情况一样,泄漏电流会随着热量和气体的产生而迅速增加,从而导致内部压力增加。
小至1V的反向电压都会导致电容减小。2至3V 的反向电压会因电容减少、tanδ 增加和/或漏电流增加而缩短使用寿命。更高值的反向电压可能会打开泄压孔或导致破坏性故障。
3.浪涌电压
浪涌电压是指电解电容短时间内可以承受的过电压,大概是额定电压的1.15倍,过大的浪涌电压可能会导致电解电容损坏。
4.纹波电流
纹波电流过大导致电解电容温度快速上升,当温度超过了电解电容的工作温度范围时,从而导致电解电容内部产生大量气体,最终导致电解电容爆炸。
为什么有的电容没有防爆阀
一般而言,只有含有电解液的电解电容才需要防爆阀,因为电解液可能会因为温度的缘故气化并产生压力。像钽电容内部不含电解液,就不需要防爆阀了。另外一些小型的电解电容器,比如直径6.3毫米的电解电容也可能没有防爆阀,因为尺寸太小,一方面比较难在上面做一个可靠的防爆阀,另外一方面,尺寸小,即使爆炸了,危害也小,一般不会造成危险。
重
要
通
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