直流穩(wěn)壓電源電容器損壞中故障處置方案
2017-7-21 11:20:29??????點擊：
引言
目前，直流穩(wěn)壓電源已逐漸進入我們的日常生活和生產(chǎn)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“線性直流穩(wěn)壓電源”，很快被人們所接受。而直流穩(wěn)壓電源電容器在直流穩(wěn)壓電源中是最重要且最容易產(chǎn)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。本文就針對直流穩(wěn)壓電源電容器在直流穩(wěn)壓電源中的作用闡述其原理，常見故障分析以及維修方法。
1， 直流穩(wěn)壓電源電容在直流穩(wěn)壓電源中的作用
1.1 濾波
濾波是直流穩(wěn)壓電源電容的作用中很重要的一部分。幾乎所有的直流穩(wěn)壓電源電路中都會用到。直流穩(wěn)壓電源濾波電容好比“水池”，將電能轉(zhuǎn)變成池中的水并能將水還原成電能。從理論上（即假設(shè)直流穩(wěn)壓電源電容為純直流穩(wěn)壓電源電容）說，直流穩(wěn)壓電源電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實際上大于1 uF的直流穩(wěn)壓電源電容大多為電解直流穩(wěn)壓電源電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會增大。有時會看到有一個直流穩(wěn)壓電源電容量較大電解直流穩(wěn)壓電源電容并聯(lián)了一個小直流穩(wěn)壓電源電容，這時大直流穩(wěn)壓電源電容通低頻，小直流穩(wěn)壓電源電容通高頻。直流穩(wěn)壓電源電容的作用就是通高阻低，通高頻阻低頻。直流穩(wěn)壓電源電容越大低頻越容易通過，直流穩(wěn)壓電源電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中，大直流穩(wěn)壓電源電容（1000 uF）濾低頻，小直流穩(wěn)壓電源電容（20 pF）濾高頻。
1.2 旁路
旁路直流穩(wěn)壓電源電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化，降低負(fù)載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路直流穩(wěn)壓電源電容能夠被充電，并向器件進行放電。為盡量減少阻抗，旁路直流穩(wěn)壓電源電容要盡量靠近負(fù)載器件的供電直流穩(wěn)壓電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。
1.3 去藕
從電路來說，總是可以區(qū)分為驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負(fù)載。如果負(fù)載直流穩(wěn)壓電源電容比較大，驅(qū)動電路要把直流穩(wěn)壓電源電容充電、放電，才能完成信號的跳變，在上 升沿比較陡峭的時候，電流比較大，這樣驅(qū)動的電流就會吸收很大的直流穩(wěn)壓電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產(chǎn)生反彈），這種電流相對 于正常情況來說實際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作，這就是耦合作用。
1.4 儲能
儲能型直流穩(wěn)壓電源電容器通過整流器收集電荷，并將存儲的能量通過變換器引線傳送至直流穩(wěn)壓電源的輸出端。電壓額定值為40～450VDC、直流穩(wěn)壓電源電容值在220～150000 uF之間的鋁電解直流穩(wěn)壓電源電容器（如EPCOS公司的B43504或B43505）是較為常用的。根據(jù)不同的直流穩(wěn)壓電源要求，器件有時會采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的形式，對于功率級超過10 KW的直流穩(wěn)壓電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子直流穩(wěn)壓電源電容器。
2 ，直流穩(wěn)壓電源電容器損壞在直流穩(wěn)壓電源中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象
直流穩(wěn)壓電源電容器的損壞、失效有以下幾種情況：
1）直流穩(wěn)壓電源電容內(nèi)部的短、斷路損壞，故障現(xiàn)象是燒開關(guān)管及其他限流元器件，如保險與直流穩(wěn)壓電源中的限流電阻。直流穩(wěn)壓電源電容短、斷路損壞工作在高電壓、大電流（例如彩電的直流穩(wěn)壓電源、行輸出電路）中的直流穩(wěn)壓電源濾波電容器，當(dāng)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直流穩(wěn)壓電源電容器相當(dāng)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。由于短路時流過直流穩(wěn)壓電源電容器的電流很大，一般直流穩(wěn)壓電源電容器都會爆裂或使其封口膠塞脹出。直流穩(wěn)壓電源濾波電容短路后，常出現(xiàn)保險絲或限流電阻燒斷、直流穩(wěn)壓電源厚膜塊或開關(guān)管、整流管擊穿之類的故障。主要表現(xiàn)為整機“三無”，這種故障在各類直流穩(wěn)壓電源中帶有共性。
2）直流穩(wěn)壓電源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(zhì)量，使得伴章隨時出現(xiàn)。主要原因是直流穩(wěn)壓電源電容器的參數(shù)改變，但沒完全失效，在一定程度上還有作用，但達(dá)不到應(yīng)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。
3）直流穩(wěn)壓電源電容器容量消失引起的失效、完全漏電或爆漿，是直流穩(wěn)壓電源中直流穩(wěn)壓電源電容出現(xiàn)故障后最難判別與維修的故障，因為測量直流穩(wěn)壓電源電容器件，用萬用表測試一切正常，但將直流穩(wěn)壓電源電容安裝在電路上后，直流穩(wěn)壓電源電容的容量就完全消失，這是電路中最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。
爆漿的種類：
分兩類，輸入直流穩(wěn)壓電源電容爆漿和輸出直流穩(wěn)壓電源電容爆漿。
對于輸入直流穩(wěn)壓電源電容來說，就是在直流穩(wěn)壓電源電路中體積較大、容易較大、額定電壓高的直流穩(wěn)壓電源電容器，對接收到的電流進行過濾。輸入直流穩(wěn)壓電源電容爆漿和直流穩(wěn)壓電源輸入電流及直流穩(wěn)壓電源電容器本身的品質(zhì)有關(guān)。過多的毛刺電壓，峰值電壓過高，電流不穩(wěn)定等都使直流穩(wěn)壓電源電容過于充放電過于頻繁，長時間處于這類工作環(huán)境下的直流穩(wěn)壓電源電容，內(nèi)部溫度升高很快。超過泄爆口的承受極限就會發(fā)生爆漿。
對于輸出直流穩(wěn)壓電源電容來說，對經(jīng)直流穩(wěn)壓電源模塊調(diào)整后的電流進行濾波與儲能。此處電流經(jīng)過一次過濾，比較平穩(wěn)，發(fā)生爆漿的可能性相對來說小了不少。但如果環(huán)境溫度過高，直流穩(wěn)壓電源電容同樣容易發(fā)生爆漿。
直流穩(wěn)壓電源電容爆漿的原因有很多，比如電流大于允許的穩(wěn)波電流、使用電壓超出工作電壓、逆向電壓、頻繁的充放電等。但是最直接的原因就是高溫。我們知道直流穩(wěn)壓電源電容有一個重要的參數(shù)就是耐溫值，指的就是直流穩(wěn)壓電源電容內(nèi)部電解液的沸點。當(dāng)直流穩(wěn)壓電源電容的內(nèi)部溫度達(dá)到電解液的沸點時，電解液開始沸騰，直流穩(wěn)壓電源電容內(nèi)部的壓力升高，當(dāng)壓力超過泄爆口的承受極限就發(fā)生了爆漿。所以說溫度是導(dǎo)致直流穩(wěn)壓電源電容爆漿的直接原因。直流穩(wěn)壓電源電容設(shè)計使用壽命大約為2萬小時，受環(huán)境溫度的影響也很大。直流穩(wěn)壓電源電容的使用壽命隨溫度的增加而減小，實驗證明環(huán)境溫度每升高10℃，直流穩(wěn)壓電源電容的壽命就會減半。主要原因就是溫度加速化學(xué)反應(yīng)而使介質(zhì)隨時間退化失效，這樣直流穩(wěn)壓電源電容壽命終結(jié)。為了保證直流穩(wěn)壓電源電容的穩(wěn)定性，直流穩(wěn)壓電源電容在插板前要經(jīng)過長時間的高溫環(huán)境的測試。即使是在100℃，高品質(zhì)的直流穩(wěn)壓電源電容也可以工作幾千個小時。同時，提到的直流穩(wěn)壓電源電容的壽命是指直流穩(wěn)壓電源電容在使用過程中，直流穩(wěn)壓電源電容容量不會超過標(biāo)準(zhǔn)范圍變化的10%。直流穩(wěn)壓電源電容壽命指的是直流穩(wěn)壓電源電容容量的問題，而不是設(shè)計壽命到達(dá)之后就發(fā)生爆漿。只是無法保證直流穩(wěn)壓電源電容的設(shè)計的容量標(biāo)準(zhǔn)。所以，短時期內(nèi)，正常使用的板卡直流穩(wěn)壓電源電容就發(fā)生爆漿的情況，這就是直流穩(wěn)壓電源電容品質(zhì)問題。另外，不正常的使用情況也有可能發(fā)生直流穩(wěn)壓電源電容爆漿的情況。
3 ，直流穩(wěn)壓電源電容器損壞在直流穩(wěn)壓電源中故障的維修方法。
1）對于短路與斷路的直流穩(wěn)壓電源電容，用萬用表很快能測量出元件器的質(zhì)量好壞。主要是測量其充電性能，而不是充放電性能，判斷出故障的直流穩(wěn)壓電源電容器件后，在替換過程中，要特別注意所替換的直流穩(wěn)壓電源電容器件一定要在質(zhì)量上過關(guān)，選用質(zhì)量好的直流穩(wěn)壓電源電容器件，在容量上與額定電壓上一定要與替換的直流穩(wěn)壓電源電容一致或大于已損壞的直流穩(wěn)壓電源電容，要替換之前，一定要再次判斷即將要替換的直流穩(wěn)壓電源電容器件的質(zhì)量，有時候新買來的的元件器同樣存在質(zhì)量問題，如果不加以判斷就安裝，假設(shè)新買來的元器件真正存在問題，就會給維修帶來非常大的困難，因為所換上的元件一般都會認(rèn)為不存在問題，所以在再次維修時，就不會再檢測這個元件，使維修出現(xiàn)非常大的人為故障，從而使維修更加困難。
2）對于直流穩(wěn)壓電源電容器出現(xiàn)低效與失效時，最常用用的方法是運用代換法，當(dāng)出現(xiàn)直流穩(wěn)壓電源保護，在其他關(guān)鍵元器件經(jīng)測量判別后沒有故障，而直流穩(wěn)壓電源電容器在測量后也不能發(fā)現(xiàn)故障時，對直流穩(wěn)壓電源電容器件進行普遍代換，因為出現(xiàn)軟故障的器件在沒有電壓與電流的情況下，所判別出的元器件在質(zhì)量上是沒問題的，但在有電壓與電流時的工作過程中，元件的質(zhì)量出現(xiàn)問題，這類故障在用常規(guī)的測量法是沒辦法檢查出故障元件的，用代換法可以起到非常好的效果。
直流穩(wěn)壓電源電容器件在直流穩(wěn)壓電源中常常出現(xiàn)故障，而且有些故障不容易判斷，同時直流穩(wěn)壓電源電容器在直流穩(wěn)壓電源中如何運用而不容易出現(xiàn)故障，希望通通過分析希望得到一定的收獲。
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