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贴片电容击穿的条件与原因分析

作者: 深圳市昂洋科技有限公司发表时间:2026-02-06 13:49:28浏览量:28

贴片电容击穿的条件是电场强度超过介质材料的耐受极限,具体表现为实际工作电压超过其额定电压并达到击穿阈值;原因包括过电压冲击、制造缺陷、环境因素和操作不当等,具体分析如下: 击穿条件 ...
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贴片电容击穿的条件是电场强度超过介质材料的耐受极限,具体表现为实际工作电压超过其额定电压并达到击穿阈值;原因包括过电压冲击、制造缺陷、环境因素和操作不当等,具体分析如下:




击穿条件


1、电压超过击穿阈值:贴片电容的击穿电压(耐压值)通常高于其额定电压,但具体数值因电容类型、材料、尺寸和制造工艺而异。例如,陶瓷电容(MLCC)的击穿电压通常是额定电压的1.5倍到3倍,而钽电容的击穿电压与额定电压的比值相对较低,使用时需要较大的降额(通常为50%)。


2、电场分布不均:介质内部存在缺陷(如空洞、裂纹)或电极边缘毛刺,会导致局部电场集中,降低击穿阈值。


击穿原因


1、过电压冲击


稳态过压:长期施加超过额定电压的直流或交流电压,导致介质持续受热,绝缘性能退化。


瞬态过压:电源开关、雷击或负载突变产生的电压尖峰(如5V系统出现15V尖峰),可能瞬间击穿电容。钽电容对尖峰脉冲尤为敏感,即使短时间过压也可能引发爆炸。


2、制造缺陷


介质缺陷:陶瓷粉料污染、烧结工艺控制不当导致介质内部空洞或分层,降低绝缘强度。空洞可能引发漏电,局部发热进一步破坏介质。


电极缺陷:电极边缘毛刺、印刷厚度不均或焊接不良,导致电场集中或机械应力集中,加速击穿。


3、环境因素


高温:环境温度升高(如工业设备内部)会增大介质损耗,导致电容发热,ESR(等效串联电阻)上升,形成恶性循环。例如,X7R陶瓷电容在85℃时击穿电压下降约15%。


高湿度:水分侵入电容内部,腐蚀电极或降低绝缘电阻,引发漏电甚至击穿。沿海地区电子设备中,钽电容因湿度导致的失效概率显著增加。


机械振动:长期振动(如车载设备)可能使焊点疲劳开裂,导致电容与电路板脱离或内部结构松动,引发击穿。


4、操作不当


极性接反:有极性电容(如钽电容)接反或接入交流电路,会导致介质反向击穿。


带电合闸:电容器组在开关未断开时合闸,可能因残留电荷极性相反引发爆炸。例如,160kvar以上电容器组需装设无压跳闸装置。

2026-02-06 28人浏览