【避坑指南@@】电容耐压@@降额裕量不合理导致电容频繁被击穿@@

MLCC虽然是比较简单@@的@@,但是@@,也是失效率相对较高的一种器件@@.失效率高@@:一方面是@@MLCC结构固有的可靠性问题@@@@;另外还有选型问题@@以及应用问题@@@@。由于电容算是@@“简单@@”的器件@@,所以有的设计工程师由于不够重视@@,从而对@@MLCC的独有特性不了解@@。在@@理想化的情况下@@,电容选型时@@,主要考虑容量及耐压@@两个参数就够了@@。但即便是容量和耐压@@这两个问题@@@@,在@@设计的时候如果不小心@@,也会翻车@@。今天讲下我所遇到电容耐压@@这个问题@@上遇到的坑@@。

1. 问题@@描述@@

问题@@ 起因是这样的@@, 新设计的一块电源板卡在@@小批量时出现多例板卡损坏的情况@@,故障率较高@@

进一步排查发现均是@@MLCC电容失效@@,对失效@@MLCC进行测量发现均为短路失效模式@@。板卡供电@@是@@19V供电@@,而选取的电容@@均为@@25V耐压@@,在@@插拔设备@@适配器时@@,19V电压会产生@@2-3V的毛刺@@。已经接近所使用电容的耐压@@极限参数@@。因此比较容易损坏@@。

2. 解决方案@@

解决这个问题@@的办法也很简单@@@@,那就是替换耐压@@更高的电容@@选型@@,例如上述的板子中@@,后面修改了@@SMT 生产@@BOM,把@@22uf/25V换成@@了@@22uf/35V规格的@@,把@@0.1uf/25V换成@@0.1uf/100V规格的@@。经过整改后@@,后面批量中再无因电容耐压@@降额不够而导致@@MLCC失效的问题@@@@。

3. 扩展@@:电容容量与工作电压的关系@@

静态容量随其直流偏置工作电压的增大而减少@@,最大甚至会下降@@90%。比如一个@@@@X5R 47UF 25V的电容@@,在@@25V的直流电压下@@,其容量可能只有@@4.7uF,下图附录@@TDK 一个@@X5R电容的规格书@@ 关于容量与电压的关系图@@,(其实仔细看下图的的话@@,你会发现电容容量温度跟容量也有关系@@)

下图为@@X7R 材质的电容@@@@(TDK 0.1UF 50V)的参数图@@

这也是为什么电容需要电容的使用必须保证足够多的降额的原因@@。

本文转载自@@:创易栈微信公众号@@@@