固体钽电容器和铌电容器的电压降载法

关于固体钽电容器和铌电容器的电压降载法的相关技术资料均来自AVX捷克有限公司，作者是AVX公司的T.ZENDNICEK.
节选
多年来，人们向钽电容器制造商询问其有关产品使用的基本原则时，得到的建议总是“至少增加百分之五十的电压减载”。这个原则以及成为了大部分钽电容使用过程中的设计原则。本文据该原则进行研究讨论，并对应用中为什么不需要这么做做出来了解释。
介绍
传统的钽电容器使用固体二氧化锰来作为负极，由于其自身具有自愈的特点，所以表现出了极其稳定的可靠性。钽电解电容和铝电解质电容器的时段故障率对比如图一显示。

一个自愈反应主要是基于热诱导导电 MnO2 二氧化锰负极氧化，从而转化为 Mn2O3 –具有更高电阻的锰氧化物 。整个反应过程为:

如在钽电极的介质层表面存在着比临近区域薄的介质层，则较大比例的电容器电流（充电，漏电等）就流到该区域（见图2）。当疵点处的温度上升时，以上反应[1]就会发生，将电阻为(1 - 10)
Ohm/cm2的二氧化锰(MnO2),转化成较低导电的结构 (Mn2O3)，其电阻在 (106 - 107) Ohm/ cm2 之间。因此导电处被有效地“栓塞”住或被“盖住”，如图3所示，然后错误电流消除。

图2

图3
所产生的氧可被任何低价钽氧化物吸收，如被存在于介质层中的TaO2, 或任何存在于负极层中的 MnO所吸收，而不是被钽五氧化物 (Ta2O5)吸收 。进一步自愈细节，见下图

自愈合反应 [1]适用于存在电流有限的情况。如在高浪涌而低阻抗的应用条件下，介质层的击穿过程要比自愈作用过程快，则会导致硬（强）短路和全面的热击穿。因此防止电容器受到超过其设计能力的浪涌显得十分重要。