当心！陶瓷电容的老化隐藏着风险！-电子发烧友网

Q A &

问：陶瓷电容老化现象的影响

陶瓷电容受到与介电晶体结构变化有关的老化现象的影响，这种老化现象表现为介电材料初始烧制后电容和耗散因子的变化。与已建立的模式一致，EIA I类介电材料受影响最小，被广泛认为是不老化的，而EIA II类介电材料受中等程度影响，而EIA III类材料往往受到相当严重的影响。这种老化过程可以通过暴露在高于电介质居里温度的温度下一段足够长的时间来重置(或器件“去老化”)，从而使晶体结构重新形成;温度越高，所需的时间就越短。由于许多陶瓷电介质的居里温度低于许多焊接工艺中遇到的温度，因此在组装过程中，器件很可能至少会部分老化。

元件的这种老化行为通常以每十年小时电容的百分比变化来表示，相对于在“最后一次加热”时测量的电容，最后一次元件被加热到其居里温度以上足够长的时间以完全改变其晶体结构。换句话说，一个老化率为(-)5%的电容，在“烤箱新鲜”状态下测量100uF，在离开烤箱1小时、10小时和100小时后，预计将分别测量大约95,90和85uF。

显然，这就产生了一个问题，即元件的标称电容应该是多少，如果该数量不断变化，即使元件在原始包装中未使用也会在架子上使用。工业标准EIA-521和IEC-384-9谈到了这个问题，基本上是说元件应该在最后一次加热后1000小时(约42天) 达到其规定的公差值。接下来的十年小时标记 (10K和100K小时) 分别转化为1年多一点和11年多一点。更复杂的是，老化过程以温度依赖的速度进行；直到电介质的居里温度，器件温度的升高通常会加速老化过程。

由于老化现象可能导致器件出现超出其规定的公差范围，因此产品设计和生产测试人员必须注意这一事实; 测试刚刚回流的组件应预期电容值稍高，并且设计应该有足够的余量，以适应器件老化时的正常操作。功率转换电路就是一个很好的例子，这种效应可能会造成严重的危险，因为陶瓷电容通常最终会对这种电路的控制回路产生强烈影响，无论是作为补偿网络组件还是作为滤波器元件。在组装过程中，在电容老化的影响下看起来稳定的系统可能会随着时间的推移而变得不那么稳定，因为老化导致的电容损失会影响控制回路的动力学。最重要的是，如果随着时间的推移稳定的电容值很重要，则应避免使用明显老化的电容。