如何降低烧坏电容器的几率?

电器工程 电容器 维修
2022-01-19 23:43:02

我有一个适用于许多机器的 AC/DC 电源电路,它们都在电源的额定功率范围内运行良好。然而,这些一直失败,每个人都会烧毁一个(大)电解电容器(比如使用 1 年之后)。奇怪的是,这些板略有不同,有些有一个上限,有些有 2 个,但总是这是失败的部分。

带 1 个帽的板的额定电压为 22µF 450v,带 2 个的板额定为 47µF 450v。

那么,我能做些什么来减轻这个组件的压力呢?并行运行几个?

更新: 仔细查看 PSU 后,它们确实很奇怪!机器中的电机(纸板碎纸机)的额定电压为 220 伏直流电!所以 PSU 板的主要“笨重”部分只是一个整流器/过滤器盖(有点烧坏了),没有变压器,其余的是一个较小的、独立的降压直流电源,用于灯、开关、保护等

4个回答

典型的通用输入范围开关电源使用如下所示的电路拓扑:

在此处输入图像描述

较大值的高压电容器(以黄色突出显示)具有平滑来自交流电源线的整流直流电压的作用。

该电容器有两种主要的故障模式。一种是电源输入端的高压尖峰通过共模扼流圈进入。超过电容器额定电压的尖峰可能会损坏电容器的绝缘介电层,从而导致内部短路。解决高压问题的最佳方法是找到电力系统中此类尖峰的来源,并采取措施在产生尖峰的地方钳位。它还可以帮助改进电源的输入滤波器,在输入部分添加瞬态吸收器件(例如transzorbs或MOVs)并提高大电容器的额定电压。

另一种故障模式是当电容器中的电流变化与电容器的串联电阻 (ESR) 发生反应时可能发生的内部发热。这会产生热量,使电容器中的内部电解材料变干,从而导致电容降低。它还可以增加串联电阻,从而导致发生额外的加热。在离线式电源中,该电容器以两倍的线路频率工作,电容器中的电流脉冲(称为纹波电流)发生在电容器在每个半周期充电并在整流后的交流电压变为零时放电同时要求电容器继续向电源的输出部分提供电流。可以考虑几个因素来提高该电容器的可靠性。首先是计算或测量电源运行期间的纹波电流,并确保它在所选电容器的纹波电流范围内。另一个要考虑的参数是电容器的额定温度,以确保它高于电源的工作温度。最后,找到具有较低 ESR 值的电容器会很有用,这将在给定纹波电流幅度下降低内部发热。

并联使用两个电容相当于串联使用两个电阻,电容会加起来,可能会对电路的运行产生不利影响(可能不会,但在这里考虑最坏的情况。)

在不了解电路本身的情况下,减轻这些组件压力的更好方法是使用具有更高额定电压的电容器。这将转化为更大、更昂贵的组件,但压力会更小。另一种方法是从品牌供应商处获得“优质”电容器。有一些以质量着称的发烧友电容器,但我不熟悉确切的品牌名称。

如果可能的话(考虑到您的尺寸限制),我会降低您的电容器的额定值(使用比要求更高的额定电压)并并联一个较小的陶瓷电容器。这些对短的高压尖峰更能容忍,并有助于减少电解的压力。

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如果它们快速燃烧,则电路肯定有问题。帽子最终会消亡,但如果一切设计正确,它们应该会持续数年。也就是说,更高电压的高质量上限将不太可能发生爆炸。根据目的,您甚至可以放置一个具有更高电容的电容,以避免它完全放电和充电。这只是一个好主意,用电容来平滑电源,或者其他实际电容不是很重要的东西。