降额设计疑惑

elic

看到一个例子：一个三端稳压器W78M12的电路（Vo＝18V，Vi＝12V），对其前后所加的输入输
出滤波电容器，在降额要求上就有些不同。粗心的设计者，简单地选取25V150μF作输入电容。实际情况是，当产品进行高温（
70℃）测试时，常常发生电容击穿失效。仔细核算发现其降额使用存在问题。因为考虑到三端稳压器的压差问题，设计者将输入
电压提高到18V（实际甚或达到了近20V），其常温下的降额系数为：n=20V（使用值）/25V（额定值）=0.8
但实测环境温度为70℃时，其机内温度已达90℃以上，此时，电解电容器的高温漏电流便会明显上升，其耐压的温度降额已不容
忽视。如果温度耐压降额取0.8，则：U′额定=25×0.8=20(V)                                                                               
此时该电容器的实际降额系数为：n′=20/20=1
这便是一种危险的使用状态。还没有考虑电源整流的波形脉动因素、波动、其它杂波尖峰，就势必引起输入滤波电容器的击穿。
1、但是看电容的降额曲线，是个矩形，超过温度没有降额啊，上例子中的“温度耐压降额取0.8”是怎么来的？
2、另外，看GJB35附录B中的降额曲线，集成电路、晶体管的曲线图应该可以共用吧，电阻的应该是要看器件spc，每个不同，是否这样？
3、对于一些数字芯片能降额吗？看电脑报上超频，都是电压0.0*V的差别，若PC降额不是降频或超频了
4、GJB35中降额的项目是否够了，比如电容只有“直流工作电压”没有纹波电流、泄露电流、surge、DF，电感也没有磁通量、Q值等
5、GJB35附录A中的确定降额曲线的方法比较好，根据器件的失效率和S的关系图，确定降额，但是不知道它是根据什么确定降额的1、2、3等级的

justinbk

1.最高温度是70℃的意思就是该电容器不能在高于70℃的环境下工作，不能应用在超过70℃的环境下工作，也无所谓这个条件下的降额；
2.具体到某一种元器件的降额最好参考数据手册中的说明进行，GJB35是个很老的标准，很多东西已经不太适用与现在的元器件；
3.PC的超频使用不在一般的元器件应用范畴，超频使用是以牺牲可靠性和寿命为代价的，工业上不会这么使用，但有一种设计叫升额设计，与降额设计相对，不过一般不建议；
4.和5.还是那句话，GJB35是个很老的标准，而且是军方标准，会比民用级别高，只能做基本参考，应用的时候最好根据供应商提供的使用建议进行降额设计，但对于电感、电容、电阻等基本元器件降额项目基本能包含。

elic

谢谢楼上回复
就是说那个例子中的降额考量方法是错误的；
一般有的信息，没有实际产品想要的温度，所以我得搞懂降额曲线，以便“拿尺量”啊

elic

电容的降额曲线是矩形的，是基于什么原理
查看电容的失效率是随温度升高而增加的啊
倒是陶瓷电容的失效率曲线比较平，是否基于此的考虑？

justinbk

原帖由elic于2009-4-2317:12发表
谢谢楼上回复
就是说那个例子中的降额考量方法是错误的；
一般有的信息，没有实际产品想要的温度，所以我得搞懂降额曲线，以便“拿尺量”啊

不能说错。这是两种不同的做法。你所引用的国军标中的这种矩形实际上是一种非线性降额的表示方法，在给定的温度范围内，只是给出三个降额等级系数，根据使用者对设备可靠性的要求不同自己选择降额系数，全温度范围的系数一致，前提是温度不超过电容器的最高额定使用温度，所以当温度在最高使用温度时，降额系数是0，也就是意味着此时电容器不能使用了，这个是军标里面的要求。
不过按照Nichicon的说法，以钽电解电容器为例，在超过最高额定温度时也可以使用，但在原有降额的基础上再进行降额，如见附件。如图所示，在超过85℃环境下，温度越高，降额程度越高，比如85℃以下不超过0.68左右，在105℃时降额系数为0.5，130℃是降额系数为0.28左右。
一般产品在设计的时候肯定会有产品的使用环境温度，通过热设计仿真或经验会了解到产品内部的大致使用环境温度，选择何种降额系数（如按照军表规定）就要看你对所设计的产品的可靠性要求如何，可靠性要求越高，降额就越大。

justinbk

原帖由elic于2009-4-2317:18发表
电容的降额曲线是矩形的，是基于什么原理
查看电容的失效率是随温度升高而增加的啊
倒是陶瓷电容的失效率曲线比较平，是否基于此的考虑？

绝大部分电子元器件的失效率都是随温度升高而变大，陶瓷电容器也不例外。你说的陶瓷电容器失效率曲线比较平坦能否发个图出来？

wonderlee

这个实力可以提高点解电容的耐压值啊，提到36V不就什么事情都没有了吧。
我们公司一般对与稳压IC电压输入端都是采用高耐压值的电解电容来滤波的。其降额值等级多为2级，甚至可以到1级。电解电容便宜，同容量的不同耐压的价格一样，差别很小很小。

admin

电容降额曲线，仅供参考。

elic

我是看GJB299C，纸质的，无法附上图
2类瓷介电容，额定温度85
曲线s=1，
温度25，失效率0.055*10^-6/h
温度85，失效率0.065*10^-6/h
比其他类型的电容失效率变化小多了
比较符合降额曲线

elic

降额标准中的“容差”用来干什么？
调整上下限度，做容差测试吗？