21世纪的电解电容器发生了什么？

有时我们可以看到已有数十年历史的电容器（例如苏联制造的电容器）仍在工作。它们更大，更重，但耐用且不干燥。现代铝电容器可以使用大约11年，如果幸运的话，它会变干并悄然失效。我记得在2000年代早期的设备中，电容器在运行3-4年后就失效了，而不一定是低端设备（其中一个例子是E-TECH ICE-200电缆调制解调器，2000年价值约240美元）。由于电解电容器故障而进行的维修变得司空见惯，这在1980年代是不典型的。

1990年代的这种退化是由于廉价的批量生产引起的吗？还是通过与小型化相关的未经测试的技术？还是许多制造商不在乎？

看来这种趋势现在已经逆转了，最近的电容器比1994-2002年的电容器要好一些。专家可以确认吗？

一段时间以来，许多电容器都是由不可靠的电解液制成的，尤其是一些大型台湾制造商。电容器在刚进行的各种测试中看起来都不错，但是老化不佳。由于电容器要花几年的时间，而且要知道很高的故障率，所以在人们意识到存在问题之前，已经生产出许多电容器并将其内置到产品中。然后，又花了几年时间，事情才得以流通。

这些制造商到底有电解质问题的确切原因尚不清楚。他们使用的是日本研发的新型水基电解液，效果很好。据推测，便宜的制造商在复制（或剥夺）日本研究成果时错过了一些东西或偷工减料。

受影响的电容器类型为廉价，大容量，低ESR电容器。这些都是出现在大量消费设备中的事情，因此这个问题在更广泛的社区中广为人知。另外，这些电容器的故障模式是破裂和排气，因此即使不熟悉电子设备的人也很容易在主板停止工作时查看哪个组件有故障。

维基百科上有一篇关于它的文章：电容器瘟疫

工业间谍活动出了错。事实经过多年验证。

虽然几乎从一开始就被怀疑。（《 Wayback Machine》的文章courstesy ，因为原始内容已从网络上消失了。）

基本故事：Guy离开日本电容器制造商Rubycon，前往一家中国公司工作，随身携带了高性能铝电解电容器的电解质配方的副本。

后来，他的一部分中国员工离职，去台湾一家电容器制造商工作。他们还复制了Rubycon公式，但在整个过程中都对其进行了修改。

因此，台湾的制造商制造了他认为是用Rubycon公式制造的有价值的高质量瓶盖。他以很高的价格出售它们，但比Rubycon便宜，并且保证质量不变。

许多公司购买并安装了这些盖子，然后事情开始大量涌现。

在20世纪70年代，对于MTBF的Mil-Std-HDBK217计算包括与电路ESR相反的加速因子。这意味着浪涌电流和热上升，继而遵循局部退化的阿亨尼乌斯效应。排气是盖子鼓胀的主要早期预警。

还记得，由于材料成本压力要求降低成本和降低ESR零件，SMPS的发展正在上升。这意味着忽略电路ESR的自然故障模式，以获得高效的转换器。

因此，看到更多SMPS封盖失效的趋势部分是由于设计人员忽略了自加热之后对ESR的老化影响以及固有的热失控。

的确，新技术的电解已得到改善，导体表面的光洁度也降低了箔中的ESR。来自俄罗斯等地的钽成本上升，迫使企业改用铝电解。

如果根本原因是，则必须逐案评估MTBF：

• 设计不好
• 不良零件
• 工艺不良（没有清洁的或带有酸性残留物的Aqua清洁助焊剂，或回流曲线上的过多热尖峰等）。

高端调制解调器无法验证他们是否使用了经过内部MTBF验证的高质量合格零件，并且可能只是信任供应商。

通常，最好的电容器MTBF来自日本，台湾和中国大陆，排在第三位，这是长寿命零件所需的QA可靠性和过程控制验证尽职调查的结果。材料污染是盖制造中的主要原因。

****铝电解的最大改进是，在某些情况下，但并非全部，充放电时间常数T = ESR x C已降低至与低ESR级钽钽相同或更好。下次您选择需要低ESR的电容时，必须计算此值，然后将10个零件与1 @ 10倍于大电桥电容的值进行比较。如果是较小的，没准你会得到相同大小的电压和家人一样的常数T.较低的ESR和较高的SRF或者
超低ESR帽。现在<1〜20us，而通用范围从100us到> 1ms。****

主要原因是：

• 1999-2002年的电容器灾难-试图复制被盗的Rubycon Inc.的电解质配方，但效果很糟。
• 否则会改变电解质的成分；更多的H ₂ O（可用于获得较低的ESR）使其更具腐蚀性。
• 由于电子产品的大量生产，成本优化。
• 设计，工艺或低质量材料中的错误；质量控制不良。

原因可能与电容器周围的电路有关，而不是与电容器本身有关。直到1980年前后，大多数电源都以市电频率（50或60 Hz）运行，在二极管电桥后使用一个大的滤波电容器，以及一个线性后调节器，在更多的直流电中使用更多的电容器，只有一个购物中心交流分量。电容器内部的RMS电流不会带来太大的麻烦，而且（ESR）较低也不会引起太大的关注，因为即使内部电阻很高，电容器本身也不会发热很多。

后来，开关电源（和后稳压器，包括负载点降压转换器）变得越来越流行，并且它们在使用的电容器上施加了更大的RMS电流。因此，正确选择电容器变得越来越重要，不明智的设计决策也变得越来越重要。而且，随着小型化，更多的组件最终被放置在更小的外壳中，从而使散热变得更加关键。您构建的设备越小，将热组件与热敏电容器分开的难度就越大。旁边是一个大散热器（直径为5 mm），额定电流为2000 h / 105°C的10 µF / 16 V小型电容器？馊主意。将大型（直径25 mm）47 µF / 400 V电容器（额定电流为5000 h / 105°C）放置在开关电源的阴凉处吗？甚至永远都不会成为一个明显的问题。

而且，一段时间以来，电路所要求的可能超出了电容器技术的发展水平。设计人员可能没有意识到I _RMS额定值和内部加热的重要性。加上恒定的压力以节省任何组件上的便士，考虑一下电容器往往是您更昂贵的组件这一事实，得出的结论是，在进行便士计算时，这使电容成为了重点领域，并且您有很好的解释。

因此，公平地说，不仅是电容，而且是整体设计以及电容在越来越多的苛刻电路中的应用。

话虽这么说，多年来我一直很高兴地将某些设备与商用开关电源结合使用，并且还更换了相当数量的电容器（例如70年代后期的电容器），例如高品质的线绕电容器。卷带录音机或测试和测量设备）。

然后，陶瓷电容器迎头赶上。在大约2005年之前，采用1206 SMD封装在25 V下22 µF的情况很少见。今天，您可以使用它们代替电解盖或钽类型，甚至不用花更多的钱。这样就可以做出非常好的整体设计决策：避免使用钽电容（因为它们对电流或电压尖峰非常敏感，即使是很小的尖峰也是如此。仅在需要大电容且能够选择较大电容时才使用电解电容）通常具有更长使用寿命的易拉罐。

由于老化，电容器在失效模式中会有很大的差异，实际上，老旧的设计总是更好是不正确的。

维修老式设备的人们几乎总是更换某些电容器，甚至没有对其进行测试，并确保他们对其他电容器进行测试只是为了确定。

例如，当您打开一个旧放大器时，旧的蜡矩形几乎是有毒的垃圾填埋场。他们将老化超过规格。更不用说同一台设备假定的某些主电源电压质量在过去的几十年中发生了变化，即使在使用新设备时，它们也会驱动您的电源或高压信号或去耦电容，使其大大超过其额定规格。

但是，正如其他人指出的那样，这是一件复杂的事情。材料，制造，市场都发生了很大变化，已经在整个行业产生了影响。但是，总的来说，现代电容器在每千个特定价格点上要比过去的同类产品好得多。

我唯一的推荐来源是YouTube频道，例如SE.EE侧边栏上的卡尔森先生的实验室！