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發(fā)布時間:2021-08-04 09:52  
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開關電源已逐漸進入我們的日常生活和生產中,它以節(jié)能,環(huán)保,性價比高等優(yōu)點,很快取代了以往傳統(tǒng)的那種既笨重效率又低的“線性電源”,很快被人們所接受。除顫器內帶有電池,先通過電子線路把電池供電的電壓升高到約U=5000V,對電容器充電,充電后電容器儲存的能量約為W=12CU2=875J。而電容器在開關電源中是重要且容易產生故障的元器件之一,而且故障現(xiàn)象不容易判別,使維修較為困難。本文就針對電容器在開關電源中的作用闡述其原理,常見故障分析以及維修方法。
1, 電容在開關電源中的作用
1.1 濾波
濾波是電容的作用中很重要的一部分。幾乎所有的電源電路中都會用到。濾波電容好比“水池”,將電能轉變成池中的水并能將水還原成電能。從理論上(即假設電容為純電容)說,電容越大,阻抗越小,通過的頻率也越高。但實際上大于1 uF的電容大多為電解電容,有很大的電感成份,所以頻率高后反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容并聯(lián)了一個小電容,這時大電容通低頻,小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低,通高頻阻低頻。(如下圖,每臺電容器單元由m個電容器小元件并聯(lián)、n段串聯(lián)組成,每個電容器小元件串接一根內熔絲)整定計算原則:有內熔絲的,只考慮內熔絲熔斷,電容器元件退出運行,單臺電容器有熔斷器的,考慮單臺電容器內小元件擊穿或單臺電容器熔斷器熔斷退出運行。電容越大低頻越容易通過,電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容(1000 uF)濾低頻,小電容(20 pF)濾高頻。
電容器損壞在開關電源中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象
電容器的損壞、失效有以下幾種情況:
1)電容內部的短、斷路損壞,故障現(xiàn)象是燒開關管及其他限流元器件,如保險與開關電源中的限流電阻。電容短、斷路損壞工作在高電壓、大電流(例如彩電的開關電源、行輸出電路)中的濾波電容器,當因某種原因使電壓升高,并超過其耐壓值時,使之擊穿短路損壞,或由于整流二極管損壞后使有極性的電解電容器相當于工作在交流電路中,在較大的反向漏電流下發(fā)熱而短路損壞。由于短路時流過電容器的電流很大,一般電容器都會爆裂或使其封口膠塞脹出。濾波電容短路后,常出現(xiàn)保險絲或限流電阻燒斷、電源厚膜塊或開關管、整流管擊穿之類的故障。由于制造工藝的原因,會造成大電容的分布電感比較大,導致高頻性能不好,而小電容則剛剛相反,So,如果為了讓低頻、高頻信號都很好地通過,那么就可以采用一個大電容再并上一個小電容的方式(其實這已經是司空見慣的PCB布局之一了)。主要表現(xiàn)為整機“三無”,這種故障在各類開關電源中帶有共性。
2)電容器容量降低引起的低效或輕微漏電,其故障現(xiàn)象是電視圖像“S”形扭曲或行不同步現(xiàn)象,對于現(xiàn)在的用IIC總線的電視機出現(xiàn)一些特別的故障現(xiàn)象,如果因影響使同步牌臨界狀態(tài),伴音大可能影響到電視機的質量,使得伴章隨時出現(xiàn)。主要原因是電容器的參數(shù)改變,但沒完全失效,在一定程度上還有作用,但達不到應有的作用,使得現(xiàn)有的故障現(xiàn)象出現(xiàn)。而且此類故障不好判斷與排除。室內的溫度應符合電容器的運行要求,運行過程必須作好室內溫度的測量并作好記錄。
3)電容器容量消失引起的失效、完全漏電或爆漿,是電源中電容出現(xiàn)故障后難判別與維修的故障,因為測量電容器件,用萬用表測試一切正常,但將電容安裝在電路上后,電容的容量就完全消失,這是電路中難維修的軟故障之一,即元器件不能承受電壓,一有電壓的存在,容易就完全消失。2、熔斷器簡易檢測法用熔斷器(其熔絲的額定電流In由下式確定:IN=0。
一只性能良好的電容器在接通電源的瞬間,萬用表的表針應有較大擺幅;電容器的容量越大,其表針的擺幅也越大,擺動后,表針能逐漸返回零位。如果電容器在電源接通的瞬間,萬用表的指針不擺動,則說明電容器失效或斷路;若表針一直指示電源電壓而不作擺動,表明電容器已被擊穿短路;若表針擺動正常,但不返回零位,說明電容器有漏電現(xiàn)象,所指示的電壓數(shù)值越高,表明漏電量越大。需要指出的是:測量容量小的電容器所用的輔助直流電壓不能超過被測電容器的耐壓,以免因測量而造成電容器擊穿損壞。要想準確測量電容器的容量,需要采用電容電橋或Q表。電容器極板間建立起電壓,積蓄起電能,這個過程稱為電容器的充電。上述的簡易檢測方法,只能粗略判斷壓力表電容器的好壞。