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開關(guān)電源已逐漸進(jìn)入我們的日常生活和生產(chǎn)中,它以節(jié)能,環(huán)保,性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),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。而電容器在開關(guān)電源中是重要且容易產(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。第1、沒有講述足夠的原因,例如電荷守恒定律,電容串聯(lián)之后,連個(gè)電容的電量相同。本文就針對(duì)電容器在開關(guān)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(guān)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(huì)用到。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)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(shí)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(huì)增大。有時(shí)會(huì)看到有一個(gè)電容量較大電解電容并聯(lián)了一個(gè)小電容,這時(shí)大電容通低頻,小電容通高頻。線路上直接檢測(cè)主要是檢測(cè)電容器是否已開路或已擊穿這兩種明顯故障,而對(duì)漏電故障由于受外電路的影響一般是測(cè)不準(zhǔn)的。電容的作用就是通高阻低,通高頻阻低頻。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。
電容的用途
電容種類繁多,應(yīng)用甚廣。筆者就以幾個(gè)實(shí)例拋問題,再舉例著重講述電解電容和瓷 片電容在電路中的儲(chǔ)能、濾波和去耦等功能。
(1)使用吸塵器時(shí)收音機(jī)會(huì)出現(xiàn)“啪啦、啪啦”的雜音,原因是吸塵器的馬達(dá)產(chǎn)生的 微弱(低強(qiáng)度高頻)電壓/電流變化通過電源線傳遞進(jìn)入收音機(jī),以雜音的形式出現(xiàn),將這 種干擾稱之為“傳導(dǎo)干擾”。
(2)當(dāng)摩托車從附近道路通過時(shí),電視機(jī)會(huì)出現(xiàn)雪花狀干擾。這是因?yàn)槟ν熊圏c(diǎn)火裝
置的脈沖電流1產(chǎn)生了電磁波,傳到空間再傳給附近的電視天線、電路上。將這種干擾稱之 為“輻擾”。
(3)冬天的時(shí)候,特別是在北方比較干燥的城市,經(jīng)常會(huì)看到衣 服有“火花”,實(shí)際上這是“靜電放電”現(xiàn)象,稱之為 ESD。如果此時(shí)你用手觸摸一些電子元件,說不定會(huì)電1擊毀這些元器件,因?yàn)殡妷河?3~5KV 之高。發(fā)燒友制作HiFi音響,都要用至少1萬微法以上的電容器來濾波,濾波電容越大,輸出的電壓波形越接近直流,而且大電容的儲(chǔ)能作用,使得突發(fā)的大信號(hào)到來時(shí),電路有足夠的能量轉(zhuǎn)換為強(qiáng)勁有力的音頻輸出。電壓隨高,但電量很少,所 以對(duì)人體危害不大。
(4)開空調(diào)時(shí),室內(nèi)的熒光燈會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)變暗的現(xiàn)象,這是因?yàn)榇罅侩娏髁飨蚩照{(diào), 電壓急速下降,利用統(tǒng)一電源的熒光燈受到影響,這種電壓突然驟降的“浪涌”現(xiàn)象,稱 之為 Surge。
優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)
1. 循環(huán)壽命長(zhǎng) 1. 低能量密度
2. 高功率密度 2. 線性下降的放電電壓
3. 可快速充放電 3. 自放電強(qiáng)
4. 安全 4. 低輸出電壓
5. 工作溫度范圍廣
表格來源,Maxwell Technologies, Inc.
關(guān)于超級(jí)電容器,有一本很經(jīng)典的書籍B. E. Conway的“Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentalsand Technological and applicati”。要想詳細(xì)了解電容器知識(shí)的小伙伴可以仔細(xì)閱讀一下該書籍。這里主要基于文獻(xiàn)閱讀的形式來介紹一下電容器的相關(guān)知識(shí)。另外,由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,可能造成電容器外殼漆層剝落,鐵皮銹蝕,也是造成運(yùn)行中電容器滲漏油的一個(gè)原因。
2.10 電容的分類:根據(jù)極性可分為有極性電容和無極性電容.我們常見到的電解電容就是有極性的,是有正負(fù)極之分.
2.11 電容器的主要性能指標(biāo)是: 電容器的容量(即儲(chǔ)存電荷的容量),
2.12 電容器的品牌有: 主板電容主要分為臺(tái)系和日系兩種,日系品牌有:NICHICON,RUBICON,RUBYCON(紅寶石)、KZG、SANYO(三洋)、PANASONIC(松下)、NIPPON、FUJITSU(富士通)等;表針向右擺動(dòng)的角度越大(表針還應(yīng)該向左回?cái)[),說明這一電解電容的電容量也越大,反之說明容量越小。臺(tái)系品牌有:TAICON、G-LUXCON、TEAPO、CAPXON、OST、GSC、RLS等。
2.13 多個(gè)電容的串聯(lián)和并聯(lián)計(jì)算公式: C串:1/C=1/C1 1/C2 1/C3 ..... 1/CN C并C=C1 C2 C3 ?? CN ~6