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电容原理,电解电容为什么鼓包,电容容值为什么变小_电解电容反接的后果

作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:2294    更新时间:2023/7/16

一、电容原理

以平行板电容器为例,简单介绍下电容的基本原理

电容的基本原理 
如上图所示,在两块距离较近、相互平行的金属平板上(平板之间为电介质)加载一个直流电压;稳定后,与电压正极相连的金属平板将呈现一定量的正电荷,而与电压负极相连的金属平板将呈现相等量的负电荷;这样,两个金属平板之间就会形成一个静电场,所以电容是以电场能的形式储存电能量,储存的电荷量为Q。
电容储存的电荷量Q与电压U和自身属性(也就是电容值C)有关,也就是Q=U*C。根据理论推导,平行板电容器的电容公式如下:

平行板电容器的电容公式 

二、电解电容为什么鼓包,电容反接的后果

电解电容结构原理如下

电解电容结构原理图 

电容出现鼓包现象,说明距离炸裂没多长时间了。当电容鼓包后,其容量是下降的,而电容容量不足对电路会造成较大的影响,即便还可以继续使用,但其寿命已进入倒计时了。

电容如果用在抗干扰或者滤波的场合,容值变小了,效果可能会变差,但还是可以使用的;但如果用在高频、降压、延时等对电容容值有要求的场合,就可能出现故障了。所以容值变小的电容不建议使用。

电解电容为什么鼓包 

电解电容为什么会鼓包,容值为什么会变小?

薄膜电容和电解电容内部的电解液时间长了会变质、干涸,薄膜电容的电极会发生化学反应慢慢变小,但这种电容容值的衰减非常缓慢,几乎可以忽略。

电容容值异常变小,经常发生在阻容降压电路中。电容一般用于抗干扰和滤波,需要和电源并联使用,通过电容的电流极小。但在阻容降压电路中,电容串联接在电源线中,电流直接通过电容。电流的通过会加速电容金属电极的化学分解,从而导致电容容量快速衰减。

设计阻容降压电路时,需要选用阻容降压专用的电容,这种电容的电极和薄膜经过特别处理,大大减缓了电容容值的衰减。但连续工作几年后,其容量一样会衰减很多。

1、极性接反

这种多见于维修过程中粗心大意,电路板上没有标明电容的极性,或者换元器时粗心大意,将电容的两个极,反接于电路中,即负极接在了高电位,正极接到了低电位处。此时,电解电容的耐压值会大幅下降。通电后,漏电会急剧增大,导致内部发热鼓包,甚至发生爆炸。

2、耐压不够

耐压值是在电解电容容量之后,位居第二的重要参数。电解电容的使用,耐压值必须留有20%以上的余地(富余量)。不能说电压为25v,就选用耐压25v的电解。更不允许实际使用值大于电解电容的标称耐压值。

3、由于长期使用,尤其在在温度较高的环境下使用,使其电解液减少或干沽,导致其耐压下降。

4、电解电容本身存在质量问题,也就是先天不足。

电容鼓包的最主要原因是电源内的温度过高,超过电容的承受温度,而普通电源采用液态电解电容,在高温时电容内的液体气化,导致电容外壳承受的压力增加,从而产生鼓包。

鼓包的电容容易出现容量不足、漏液、爆炸等情况,不建议继续使用。

三、影响电解电容寿命的因素

电解电容广泛的应用在电力电子的不同领域,电解电容的寿命取决于其内部温度,因此,电解电容的设计和应用条件都会影响到电解电容的寿命,从设计的角度,电解电容的设计方法、材料、加工工艺决定了电容的寿命和稳定性。

而对使用者来说,使用电压、纹波电流、开关频率等等都会影响电解电容的寿命。电解电容会因为一些因素引起失效,如温度较低、电压过高,环境温度等等,电解电容的使用寿命不仅与环境温度高低有关,还与纹波电流的大小有关。由于热应力对电解电容的使用寿命有决定性的影响,因此,由纹波电流产生的热损耗是影响电解电容使用寿命的重要因素。


Tags:电解电容,极性电容,电容  
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