陶瓷電容器的替代方案,鋁電解電容清洗和維護(hù),并聯(lián)電容小技巧
鋁電解電容器的保養(yǎng)和饋電的一個重要因素是清潔。橡膠端封對氯化或石油基清潔溶劑特別敏感。這不像 30 年前使用氟利昂基脫脂劑清潔電路板時那樣嚴(yán)重,但如果您不小心,在補(bǔ)漆或返工期間仍然可能出現(xiàn)問題。最糟糕的是,污染導(dǎo)致的故障不會立即出現(xiàn),而是在現(xiàn)場出現(xiàn)。適當(dāng)使用水和異丙醇是公認(rèn)的清潔溶劑。與往常一樣,請遵循電容器制造商的建議。
鋁電解壽命和儲存
我有很多三十年以上的電子儀器,全部都是用電解電容的,而且這些儀器還可以用。我有 45 年的收音機(jī),它們都可以正常工作。
我還看到使用非品牌電容器的工業(yè)和消費(fèi)品在短短幾年內(nèi)就失敗了,盡管通常不會是災(zāi)難性的。幾年前,我走進(jìn)一個電信機(jī)房,看著一架剛用了幾年的線卡,你可以看到這些板上的每一個非品牌鋁電解電容器都有“鼓起”的跡象,表明過熱狀況和電解質(zhì)流失。如果這句話有任何道理:“你得到你付出的代價?!? 就是這樣。
最后,可能存在存儲壽命問題。未使用后,電容器內(nèi)部的氧化層會退化,如果立即使用低阻抗源開啟,則會導(dǎo)致泄漏電流的災(zāi)難性增加。這可能會燒斷電源保險絲或損壞電容器。需要“重新形成”氧化層的過程來防止這種災(zāi)難性的故障。按照制造商的建議進(jìn)行重整。
我們應(yīng)該注意到,與鉭電容器中的浪涌故障一樣,鋁電解電容器中的存儲問題,根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn),更多的是隨機(jī)事件,通常會影響某些人,但不一定影響給定人群的全部。這就解釋了為什么有些設(shè)備可以斷斷續(xù)續(xù)地運(yùn)行 40 年或更長時間而沒有任何問題,而另一些設(shè)備可能會在短期存儲后出現(xiàn)故障。根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn),您可能會看到由于電解質(zhì)損失導(dǎo)致電容不足而導(dǎo)致的故障,就像您看到由于存儲設(shè)備中的氧化層消失而導(dǎo)致的故障一樣。
知道了這個問題并親眼目睹了它,我確保每年至少打開一次我最不使用的實(shí)驗(yàn)室儀器幾個小時,以保持電容器的形成。
正如“2017 年陶瓷電容器大短缺”因已知和未知的零件替換給最終用戶帶來許多制造問題一樣,鋁電解市場不時出現(xiàn)“電容器瘟疫”。最后一個是在 2002 年到 2005 年的時間范圍內(nèi) 。為了保護(hù)自己和您的產(chǎn)品,您所能做的就是使用擁有穩(wěn)定制造基地的知名制造商。
鋁電解電容
我制造測量儀器,這些儀器的預(yù)期壽命很長。因此,我總是適當(dāng)?shù)亟档臀业碾娙萜鞯念~定值,并使用已知的、有信譽(yù)的制造商的 105 o C / 超長壽命鋁電解類型,尤其是在紋波電流較大的開關(guān)電源應(yīng)用中。正確使用鋁電解電容器可以衡量數(shù)十年的有用和經(jīng)過行業(yè)驗(yàn)證的最終產(chǎn)品壽命。
額外的電容器并聯(lián)技巧
當(dāng)并聯(lián)電容器以獲得更大的紋波電流額定值時,您必須注意并聯(lián)電容器中的電流平衡,以防止選擇性加熱和可能的并聯(lián)電容器中的一個早期故障。電流不平衡的第一個原因可能是走線電阻或電感。在嘗試平衡超低 ESR 電容器(即數(shù)十毫歐的類型)時尤其如此。
第二個問題是任何一組電容器之間的 ESR 可能與另一個電容器之間的 ESR 高達(dá) 2:1,尤其是隨著它們的老化,導(dǎo)致并聯(lián)組中電容器之間的紋波電流不平衡。并聯(lián)電容器以增加紋波電流能力可能會遇到許多問題,這些問題會導(dǎo)致電容器之間的電流共享不均勻。即使在新電容器中,電容器的 ESR 也可以變化高達(dá) 2:1,從而導(dǎo)致電流共享不平衡。在超低 ESR 電容器中,如果事先沒有仔細(xì)考慮,布線電阻或阻抗可能會導(dǎo)致整體電流不平衡。
第三個問題是安裝在最終產(chǎn)品中。我已經(jīng)看到單個組件被埋在一大群組件中,但據(jù)說在冷卻氣流中被有效地阻擋在冷卻空氣中,因?yàn)槁飞系纳巷L(fēng)組件。根據(jù)位置,這將導(dǎo)致更熱的區(qū)域。對于彼此相鄰的一堆大電容器來說尤其如此。解決這個問題的最可靠方法是首先確保電容器的溫升最小化。
換句話說,如果您從兩個額定為 1 安培 RMS 紋波電流的電容器開始并將它們組合起來,您就不能期望做出一個可以處理 2 安培 RMS 電流的并聯(lián)組合。鑒于許多新電容器之間的 ESR 不平衡為 2:1,您最多可以在 1.5 安培 RMS 電流下評估并聯(lián)組合。然后,您還必須在計(jì)算中考慮布線和壽命 ESR 影響 。
并聯(lián)電容器時,請仔細(xì)全面分析得到的電路,并考慮電路布線、電容器初始 ESR 之間的固有失配、預(yù)期壽命 ESR 以及由于安裝在最終產(chǎn)品中而導(dǎo)致的任何可能的工作溫度差異。在對任何新產(chǎn)品進(jìn)行鑒定時使用的熱像儀可以幫助在這些問題成為現(xiàn)場問題之前發(fā)現(xiàn)它們。