一、電容原理
以平行板電容器為(wei) 例,簡單介紹下電容的基本原理
如上圖所示,在兩(liang) 塊距離較近、相互平行的金屬平板上(平板之間為(wei) 電介質)加載一個(ge) 直流電壓;穩定後,與(yu) 電壓正極相連的金屬平板將呈現一定量的正電荷,而與(yu) 電壓負極相連的金屬平板將呈現相等量的負電荷;這樣,兩(liang) 個(ge) 金屬平板之間就會(hui) 形成一個(ge) 靜電場,所以電容是以電場能的形式儲(chu) 存電能量,儲(chu) 存的電荷量為(wei) Q。
電容儲(chu) 存的電荷量Q與(yu) 電壓U和自身屬性(也就是電容值C)有關(guan) ,也就是Q=U*C。根據理論推導,平行板電容器的電容公式如下:
二、電解電容為(wei) 什麽(me) 鼓包,電容反接的後果
電解電容結構原理如下
電容出現鼓包現象,說明距離炸裂沒多長時間了。當電容鼓包後,其容量是下降的,而電容容量不足對電路會(hui) 造成較大的影響,即便還可以繼續使用,但其壽命已進入倒計時了。
電容如果用在抗幹擾或者濾波的場合,容值變小了,效果可能會(hui) 變差,但還是可以使用的;但如果用在高頻、降壓、延時等對電容容值有要求的場合,就可能出現故障了。所以容值變小的電容不建議使用。
電解電容為(wei) 什麽(me) 會(hui) 鼓包,容值為(wei) 什麽(me) 會(hui) 變小?
薄膜電容和電解電容內(nei) 部的電解液時間長了會(hui) 變質、幹涸,薄膜電容的電極會(hui) 發生化學反應慢慢變小,但這種電容容值的衰減非常緩慢,幾乎可以忽略。
電容容值異常變小,經常發生在阻容降壓電路中。電容一般用於(yu) 抗幹擾和濾波,需要和電源並聯使用,通過電容的電流極小。但在阻容降壓電路中,電容串聯接在電源線中,電流直接通過電容。電流的通過會(hui) 加速電容金屬電極的化學分解,從(cong) 而導致電容容量快速衰減。
設計阻容降壓電路時,需要選用阻容降壓專(zhuan) 用的電容,這種電容的電極和薄膜經過特別處理,大大減緩了電容容值的衰減。但連續工作幾年後,其容量一樣會(hui) 衰減很多。
1、極性接反
這種多見於(yu) 維修過程中粗心大意,電路板上沒有標明電容的極性,或者換元器時粗心大意,將電容的兩(liang) 個(ge) 極,反接於(yu) 電路中,即負極接在了高電位,正極接到了低電位處。此時,電解電容的耐壓值會(hui) 大幅下降。通電後,漏電會(hui) 急劇增大,導致內(nei) 部發熱鼓包,甚至發生爆炸。
2、耐壓不夠
耐壓值是在電解電容容量之後,位居第二的重要參數。電解電容的使用,耐壓值必須留有20%以上的餘(yu) 地(富餘(yu) 量)。不能說電壓為(wei) 25v,就選用耐壓25v的電解。更不允許實際使用值大於(yu) 電解電容的標稱耐壓值。
3、由於(yu) 長期使用,尤其在在溫度較高的環境下使用,使其電解液減少或幹沽,導致其耐壓下降。
4、電解電容本身存在質量問題,也就是先天不足。
電容鼓包的最主要原因是電源內(nei) 的溫度過高,超過電容的承受溫度,而普通電源采用液態電解電容,在高溫時電容內(nei) 的液體(ti) 氣化,導致電容外殼承受的壓力增加,從(cong) 而產(chan) 生鼓包。
鼓包的電容容易出現容量不足、漏液、爆炸等情況,不建議繼續使用。
三、影響電解電容壽命的因素
電解電容廣泛的應用在電力電子的不同領域,電解電容的壽命取決(jue) 於(yu) 其內(nei) 部溫度,因此,電解電容的設計和應用條件都會(hui) 影響到電解電容的壽命,從(cong) 設計的角度,電解電容的設計方法、材料、加工工藝決(jue) 定了電容的壽命和穩定性。
而對使用者來說,使用電壓、紋波電流、開關(guan) 頻率等等都會(hui) 影響電解電容的壽命。電解電容會(hui) 因為(wei) 一些因素引起失效,如溫度較低、電壓過高,環境溫度等等,電解電容的使用壽命不僅(jin) 與(yu) 環境溫度高低有關(guan) ,還與(yu) 紋波電流的大小有關(guan) 。由於(yu) 熱應力對電解電容的使用壽命有決(jue) 定性的影響,因此,由紋波電流產(chan) 生的熱損耗是影響電解電容使用壽命的重要因素。