开关电源中电容损坏后会出现什么情况

发布时间:2022-04-28 11:52
作者:Ameya360
来源:网络
阅读量:2694

  电容损坏引发的故障在电子设备中是最高的,电容损坏表现为:容量变小;完全失去容量;漏电;短路。电容在电路中所起的作用不同,引起的故障也各有特点。开关电源已逐渐进入我们的日常生活和生产中,它以节能,环保,性价比高等优点,很快取代了以往传统的那种既笨重效率又低的“线性电源”,很快被人们所接受。开关电源中电容损坏后会出现什么情况?本文Ameya360电子元器件采购网收集整理了一些资料,期望能对各位读者有比较大的参阅价值。

开关电源中电容损坏后会出现什么情况

  1、电容在开关电源中的作用

  滤波

  滤波是电容的作用中很重要的一部分。几乎所有的电源电路中都会用到。滤波电容好比“水池”,将电能转变成池中的水并能将水还原成电能。从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。但实际上大于1uF的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高频。电容的作用就是通高阻低,通高频阻低频。电容越大低频越容易通过,电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000 uF)滤低频,小电容(20 pF)滤高频。

  旁路

  旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。

  去藕

  从电路来说,总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对 于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作,这就是耦合作用。

  储能

  储能型电容器通过整流器收集电荷,并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40~450VDC、电容值在220~150000uF之间的铝电解电容器(如EPCOS公司的B43504或B43505)是较为常用的。根据不同的电源要求,器件有时会采用串联、并联或其组合的形式,对于功率级超过10 KW的电源,通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。

  2、电容器损坏在开关电源中出现的故障现象

  电容器的损坏、失效有以下几种情况:

  1)电容内部的短、断路损坏,故障现象是烧开关管及其他限流元器件,如保险与开关电源中的限流电阻。电容短、断路损坏工作在高电压、大电流(例如彩电的开关电源、行输出电路)中的滤波电容器,当因某种原因使电压升高,并超过其耐压值时,使之击穿短路损坏,或由于整流二极管损坏后使有极性的电解电容器相当于工作在交流电路中,在较大的反向漏电流下发热而短路损坏。由于短路时流过电容器的电流很大,一般电容器都会爆裂或使其封口胶塞胀出。滤波电容短路后,常出现保险丝或限流电阻烧断、电源厚膜块或开关管、整流管击穿之类的故障。主要表现为整机“三无”,这种故障在各类开关电源中带有共性。

  2)电容器容量降低引起的低效或轻微漏电,其故障现象是电视图像“S”形扭曲或行不同步现象,对于现在的用IIC总线的电视机出现一些特别的故障现象,如果因影响使同步牌临界状态,伴音大可能影响到电视机的质量,使得伴章随时出现。主要原因是电容器的参数改变,但没完全失效,在一定程度上还有作用,但达不到应有的作用,使得现有的故障现象出现。而且此类故障不好判断与排除。

  3)电容器容量消失引起的失效、完全漏电或爆浆,是电源中电容出现故障后最难判别与维修的故障,因为测量电容器件,用万用表测试一切正常,但将电容安装在电路上后,电容的容量就完全消失,这是电路中最难维修的软故障之一,即元器件不能承受电压,一有电压的存在,容易就完全消失。

  爆浆的种类:分两类,输入电容爆浆和输出电容爆浆。

  对于输入电容来说,就是在电源电路中体积较大、容易较大、额定电压高的电容器,对接收到的电流进行过滤。输入电容爆浆和电源输入电流及电容器本身的品质有关。过多的毛刺电压,峰值电压过高,电流不稳定等都使电容过于充放电过于频繁,长时间处于这类工作环境下的电容,内部温度升高很快。超过泄爆口的承受极限就会发生爆浆。

  对于输出电容来说,对经电源模块调整后的电流进行滤波与储能。此处电流经过一次过滤,比较平稳,发生爆浆的可能性相对来说小了不少。但如果环境温度过高,电容同样容易发生爆浆。

  电容爆浆的原因有很多,比如电流大于允许的稳波电流、使用电压超出工作电压、逆向电压、频繁的充放电等。但是最直接的原因就是高温。我们知道电容有一个重要的参数就是耐温值,指的就是电容内部电解液的沸点。当电容的内部温度达到电解液的沸点时,电解液开始沸腾,电容内部的压力升高,当压力超过泄爆口的承受极限就发生了爆浆。所以说温度是导致电容爆浆的直接原因。电容设计使用寿命大约为2万小时,受环境温度的影响也很大。电容的使用寿命随温度的增加而减小,实验证明环境温度每升高10℃,电容的寿命就会减半。主要原因就是温度加速化学反应而使介质随时间退化失效,这样电容寿命终结。为了保证电容的稳定性,电容在插板前要经过长时间的高温环境的测试。即使是在100℃,高品质的电容也可以工作几千个小时。同时,提到的电容的寿命是指电容在使用过程中,电容容量不会超过标准范围变化的10%。电容寿命指的是电容容量的问题,而不是设计寿命到达之后就发生爆浆。只是无法保证电容的设计的容量标准。所以,短时期内,正常使用的板卡电容就发生爆浆的情况,这就是电容品质问题。另外,不正常的使用情况也有可能发生电容爆浆的情况。

  3、电容器损坏在开关电源中故障的维修方法

  1)对于短路与断路的电容,用万用表很快能测量出元件器的质量好坏。主要是测量其充电性能,而不是充放电性能,判断出故障的电容器件后,在替换过程中,要特别注意所替换的电容器件一定要在质量上过关,选用质量好的电容器件,在容量上与额定电压上一定要与替换的电容一致或大于已损坏的电容,要替换之前,一定要再次判断即将要替换的电容器件的质量,有时候新买来的的元件器同样存在质量问题,如果不加以判断就安装,假设新买来的元器件真正存在问题,就会给维修带来非常大的困难,因为所换上的元件一般都会认为不存在问题,所以在再次维修时,就不会再检测这个元件,使维修出现非常大的人为故障,从而使维修更加困难。

  2)对于电容器出现低效与失效时,最常用用的方法是运用代换法,当出现开关电源保护,在其他关键元器件经测量判别后没有故障,而电容器在测量后也不能发现故障时,对电容器件进行普遍代换,因为出现软故障的器件在没有电压与电流的情况下,所判别出的元器件在质量上是没问题的,但在有电压与电流时的工作过程中,元件的质量出现问题,这类故障在用常规的测量法是没办法检查出故障元件的,用代换法可以起到非常好的效果。

  电容器件在开关电源中常常出现故障,而且有些故障不容易判断,同时电容器在开关电源中如何运用而不容易出现故障,希望通过分析希望得到一定的收获。

(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

在线留言询价

相关阅读
去耦电容和bypass电容、滤波电容的区别
  电容作为一种重要的被动元件,在电路设计中发挥着关键作用。去耦电容、Bypass电容和滤波电容是常见的电容应用形式,它们在电路中用于不同的目的。本文将探讨去耦电容、Bypass电容和滤波电容之间的区别,分析它们在电路设计中的作用和应用场景。  1. 去耦电容的定义与作用  去耦电容(Decoupling Capacitor)是一种用于降低电源噪声和稳定电压的电容器。它主要用于消除电源或地线上的高频噪声,减少信号传输过程中的干扰,提供稳定的电压给相关的模拟和数字电路。  2. Bypass电容的定义与作用  Bypass电容(Bypass Capacitor)是一种用于维持直流稳定性的电容器。它通常被连接在电源线和地线之间,能够短路高频噪声,确保电路内部的直流信号受到保护,同时提供所需的电荷以防止电压波动。  3. 滤波电容的定义与作用  滤波电容(Filter Capacitor)用于对信号进行滤波处理,去除杂散噪声和保证信号的纯净性。在电源或信号输入端连接合适的滤波电容可以平滑电压波动,提高系统的稳定性和抗干扰能力。  4. 工作原理与特点比较  下面将分别从工作原理和特点两个方面来比较去耦电容、Bypass电容和滤波电容之间的区别:  4.1 去耦电容工作原理与特点  工作原理:去耦电容通过存储电荷的能力,对电源线上的高频噪声进行滤波和衰减,使得电路的供电更加稳定。  特点:  主要用于消除电源线上的高频噪声。  提供稳定的电压给相关的模拟和数字电路。  选取合适的容值和类型可有效降低电路中的噪声干扰。  4.2 Bypass电容工作原理与特点  工作原理:Bypass电容通过连接在电源线和地线之间,短路高频噪声,确保电路内部的直流信号受到保护。  特点:  用于维持电路内部的直流稳定性。  防止电压波动对电路的影响。  通常被放置在芯片的电源引脚附近,消除功率电源线上的噪声。  4.3 滤波电容工作原理与特点  工作原理:滤波电容通过对信号进行滤波处理,去除杂散噪声,保证信号的纯净性。  特点:  用于平滑电压波动,提高系统的稳定性和抗干扰能力。  在信号输入端连接合适的滤波电容,可以有效地去除电源线上的杂散噪声,提供清洁稳定的电源给整个系统。  5. 应用场景与选择建议  去耦电容、Bypass电容和滤波电容在电路设计中有着不同的应用场景和选择建议,以下是它们的典型应用情况:  5.1 去耦电容的应用场景与选择建议  应用场景:  模拟与数字电路的供电稳定。  减少电源线上的高频噪声。  选择建议:  根据电路的需求选择合适的去耦电容容值和类型。  放置在模拟和数字电路的电源引脚附近以提供稳定电压。  5.2 Bypass电容的应用场景与选择建议  应用场景:  维持电路内部的直流稳定性。  防止电压波动对电路的影响。  选择建议:  选择容值合适的Bypass电容并放置在芯片电源引脚附近。  确保连接短而稳固,以达到最佳效果。  5.3 滤波电容的应用场景与选择建议  应用场景:  平滑电压波动,减少系统噪声。  提高系统稳定性和抗干扰能力。  选择建议:  根据系统的功率需求和信号噪声情况选择适当的滤波电容容值和类型。  放置在信号输入端和电源输入端以保证信号纯净性。
2025-11-07 15:25 阅读量:233
一文了解电容的九大作用
  电容器作为电子电路中常见且重要的元件,具有多种独特的功能和应用。在现代电子技术中,电容不仅仅是储存电荷的简单元件,更在信号处理、电源管理、滤波、耦合等方面发挥着关键作用。  1. 储存电能  电容的基本功能是储存电荷。当电容两端加上电压时,它能储存电场能量,这一特性使电容成为能量缓冲和供应的重要元件,常用于稳压电路和脉冲电路中。  2. 滤波作用  在电源和信号处理中,电容常用来滤除不需要的交流成分,平滑输出电压。比如,电源滤波电容能有效降低纹波电压,保证电路稳定运行。  3. 耦合作用  电容能够隔离直流信号而允许交流信号通过,因此在放大器和信号传输线路中,常用电容实现信号的耦合,防止直流偏置对后级电路产生影响。  4. 旁路作用  电容用于旁路电路中,可以将电路中的交流信号或噪声分流至地,减少干扰,提高电路的稳定性和抗干扰能力。  5. 调谐作用  在无线通信和射频系统中,电容与电感组成谐振电路,用于选择特定频率的信号。通过调节电容值,可以实现频率的调谐与滤波。  6. 时间延迟作用  电容与电阻结合,可以组成RC延时电路,用于实现定时、延时和脉冲生成等功能,是计时电路的重要组成部分。  7. 阻抗匹配  电容在高频电路中可以作为阻抗调节元件,帮助信号传输的阻抗匹配,减少信号反射和损耗,提高传输效率。  8. 降低电磁干扰(EMI)  电容可以作为电磁干扰滤波元件,抑制高频噪声的传播,保护敏感电路免受电磁干扰,常用于电源线和信号线的滤波设计。  9. 直流隔离  在一些电路中,为了防止直流电流通过某个节点,电容用作直流隔离元件,允许交流信号通过却阻断直流分量,保护电路安全和正常工作。  总的来说,电容器凭借其独特的电气特性,在电子电路设计中扮演着多样而关键的角色。无论是储能、滤波、耦合,还是调谐和干扰抑制,掌握电容的九大作用,有助于更好地理解和应用电子技术,设计出性能优良的电路系统。
2025-10-13 15:05 阅读量:328
一文了解电容器的四个基本特性
  电容器是电子电路中的重要元器件,广泛应用于各种电子装置中。其主要功能是储存电荷并在需要时释放。下面就让AMEYA360带你了解一下电容器的四种特性吧!  1. 电容量  电容量是衡量电容器储存电荷量的基本属性,通常用法拉(F)作为单位。较大的电容量允许电容器储存更多的电荷。在实际应用中,微法(μF)、纳法(nF)、皮法(pF)等单位更为常用。  影响因素  几何尺寸:电容器的两极板面积和间隙大小直接影响其电容量。  介电常数:电容器内部使用的介质材料也影响其电容量,介电常数越高,电容量越大。  2. 额定电压  额定电压是指电容器能够安全操作的最大电压。超过额定电压可能导致电容器失效或爆炸,因此电路设计时必须确保电容器在其额定电压范围内工作。  影响因素  材料限制:与电容器内部材料及其结构有关。  安全标准:设计和使用电容器时,需要遵循相关的安全标准和规定。  3. 漏电流  漏电流是指电容器在储存电荷过程中不可避免的少量电流流失。理想电容器不应有漏电流,但在实际情况下,总会有微小的电流由于介质损耗而丧失。  影响因素  介电损耗:由内部介质的具损耗特性引起。  使用材料:不同材料的绝缘性能不同,会影响漏电流大小。  4. 等效串联电阻(ESR)  等效串联电阻(ESR)是电容器内部固有的电阻,导致其在高频工作时产生损耗。ESR值对电容器的性能有显著影响,尤其在开关电源和滤波电路中。  影响因素  材料组成:不同电容器的材料和制造工艺会影响其ESR。  使用频率:高频工作时,ESR对电容器效率的影响更显著。  电容器的四个基本特性:电容量、额定电压、漏电流和等效串联电阻(ESR),是理解电容器在电路中行为的关键。在电路设计中,选择合适的电容器需要考虑这些特性,以确保其在特定应用中表现出优良的性能和可靠性。
2025-08-22 10:53 阅读量:444
元件知识:电容工作原理是什么?
  电阻器在电子元器件中扮演着极其基础且不可或缺的角色,其重要性体现在多个方面:  1、调节和稳定电流电压:  电阻器能够调整电路中的电流大小和电压水平,通过串联或并联使用,实现分压和分流,确保电路中各部分的工作条件符合设计要求。  2、限流保护:  作为限流电阻,它限制通过电路的电流,防止过大的电流损坏敏感元件,如在电源与电路之间串联电阻来保护电路。  3、分压功能:  在需要特定电压的电路部分,电阻可以通过串联分压或并联分流来调整电压,这是电路设计中的常见需求。  4、反馈控制:  在放大器电路中,电阻用于提供负反馈,稳定放大倍数,提高电路的线性和稳定性。  5、RC时间常数:  与电容器组合形成RC电路,用于滤波、延时、积分和微分等信号处理功能,广泛应用于各种电子设备中。  6、加热元件:  在特定应用中,如电热器,电阻通过将电能转换为热能来工作。  7、上拉/下拉电阻:  在数字电路中,用于确保电路的稳定状态,防止输入悬空,提高信号的可靠性。  8、阻尼和消振:  在振荡电路或高频电路中,电阻可以减少振荡或消除不必要的高频噪声,提高电路的稳定性。  9、隔离和匹配:  作为隔离电阻,减少电路间的耦合,同时在不同阻抗的电路间提供匹配,确保信号有效传输。  10、作为传感器:  热敏电阻和压敏电阻等特殊电阻,根据温度或电压变化改变阻值,用作传感器元件。  电阻器因其简单、成本低、种类多样而被广泛应用于几乎所有的电子设备中,从简单的家用电器到复杂的电子系统,电阻都是最基本且必需的元件。它们的精确度、稳定性和耐久性直接影响到整个电子产品的性能和可靠性。因此,尽管单个电阻看似简单,但在电子工程领域,它们的重要性不容小觑。
2025-08-21 10:25 阅读量:660
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
MC33074DR2G onsemi
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
型号 品牌 抢购
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
TPS63050YFFR Texas Instruments
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
BP3621 ROHM Semiconductor
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。

请输入下方图片中的验证码:

验证码