聚合物钽电容拥有容量大、损耗因数小、漏电流低等优点。作为高可靠性系统重要元器件之一,其性能退化与失效直接影响整个系统的安全运行。长寿命、高可靠的聚合物钽电容退化过程中的可靠性分析可以支撑产品性能退化状态评估、探究产品退化对系统可靠性的影响。因此,本文基于聚合物钽电容加速退化试验,开展退化机理分析、退化模型建立、可靠性分析、系统性能稳定性提高等研究,具有重要意义。首先,分析聚合物钽电容的结构与主要电气退化参量。依据加速退化试验相关标准,设计不同温、湿度应力下聚合物钽电容加速退化试验方案,搭建加速退化试验平台,获取五种温、湿度应力水平下电容量、损耗因数与漏电流退化参量数据。基于数据驱动,研究不同温、湿度应力下的退化参量特点和退化趋势。进行聚合物钽电容退化机理分析,综合考虑多物理量的耦合关系,进行物理失效分析;考虑场结晶和聚合物（PEDOT）降解,进行电化学反应失效研究,为聚合物钽电容性能退化模型建立与可靠性分析奠定基础。其次,根据聚合物钽电容加速退化试验数据和退化机理分析,引入重要点探测技术,对性能退化区间进行划分。采用Lilliefors假设检验方法,探求退化过程中退化参量的失效分布类型;基于权重分析方法,确定电容量和损耗因数作为关键退化参量;利用基于随机效应的维纳过程与赤池信息量准则（AIC）,筛选聚合物钽电容的Frank Copula函数,建立电容量和损耗因数的二元加速退化模型。从退化参量权重分析和退化模型两个角度开展聚合物钽电容可靠性分析,基于确定的关键退化参量电容量和损耗因数,提出聚合物钽电容退化加权可靠度算法;基于二元加速退化模型,进行聚合物钽电容寿命估计,验证估计的正确性。最后,建立基于聚合物钽电容的LED系统等效电路,设计聚合物钽电容退化对系统性能影响的试验平台,分析聚合物钽电容退化对LED系统输出电压纹波与自身内核温度的影响。采用非参数核密度方法,进行基于聚合物钽电容的LED驱动电源的任务剖面不确定性分析,建立时变分布参数退化模型,完成基于聚合物钽电容退化的LED驱动电源可靠性分析。基于可靠性分析结果,优化聚合物钽电容在系统应用中的相关维护策略,给出维护算例。