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严重请教:开关电源输出端电解电容只能用3个月

作者:ar3000a 栏目:电源技术
严重请教:开关电源输出端电解电容只能用3个月
我定做的开关电源,用了10个,DC 24V变+5V/4A -5V/1A, 而电路仅仅消耗5V不到2A,-5V100mA左右,但输出端滤波电解电容总是坏,换新的电解就再坚持3个月。 而且是同时都鼓起来,偶尔有不鼓的也是底部有白色水渍。

排除电解电容质量原因, 开关电源设计有关系吗? 打开这个电源发现是220V交流输入开关电源改的(输入端取消了整流)。

2楼: >>参与讨论
尤新亮
电解电容器易损问题
这样的片言只语,不可能准确结论.谨讨论一个思路问题.
首先肯定的是"电容器超温运行"的结果.成因有:
1.电容器工作的环境温度过高,包括机箱内外.
2.电容器工作电压偏高,漏电流增大,直流损耗过大.
3.工作频率过低或电容值过小(两者相对而言),波纹过大.
就按这三方面查找,必有结论.

3楼: >>参与讨论
droum
主要原因是电流太大
电解电容用于开关电源输出,容易发生这样的问题。因为输出频率是输入的1000倍左右,如果波动幅度和容量跟输入电容相同,则电流大1000倍,如果幅度是10分之一,容量也是10分之一,则电流也大10倍。
建议用较大的电容,或者用多个同样的电容并联。
电容如果大1倍,幅度会小1半。如此算来电流并不减少。但是,较大的电容能承受较大的电流。特别是,2个电容并联,总电流虽然不变,但每个电容器的电流会小1半。

4楼: >>参与讨论
杨真人
电容...质量、性能、规格……好多问题呢。
常见电解电容因为过热造成早衰,漏液干枯等,最后失去容量。波纹电流过大极容易造成过热。一般要求开关电源的输出滤波电容高速大电流耐高热。否则很容易提前报销。好些厂家为了降低成本采用了不符合要求的元件,于是老有几个月坏的电源。

其次,整流二极管反向电流问题。最低级的莫过于接反极性。

...现在很困,没心思回答了。抱歉。

5楼: >>参与讨论
AR3000A
非常感谢!
谢谢大家的意见!

让这个电源耽误大事了,现在再也不敢到那个厂订做电源了。



6楼: >>参与讨论
AR3000A
还有
坏的电容都是容量下降甚至没了容量,现在我这里有一大包大约200个换下的电容(上次换下的100多个都扔了),眼看着它们就来气,本来想定做电源能省事,反而麻烦了。

这些电容有黑色,有绿色,都是105度温度,耐压16和25V都有,而且是两地两批采购的。 加上电源厂家的那些,就是三种批次了,难道现在电解电容都达不到标称的指标吗? 我机箱里的散热片温度最高只到60度。

7楼: >>参与讨论
AR3000A
大家
这里版面上都是设计开关电源的高手,请说说你们的开关电源产品是否也是这样。我如何才能选购到(相对)永远不坏的开关电源呢?

8楼: >>参与讨论
davidli88
没遇过这种情况,赞成尤新亮的意见
电容鼓包肯定是电容温度过高引起的,原因有两种:机箱内温度过高,或电容损耗大引起自身发热。但楼主解释机箱内温度为60摄氏度,排除了第一种可能。

楼主可找比较细长的、耐压高的电容来代换,细长的电容有较小的ESR,可承受较大的涟波电流,同时耐压高的电容损耗也小些。

9楼: >>参与讨论
ar3000a
非常感谢啊
没定来新的之前,用细长的先试试。原先的因为有铁盒子所以都选了矮的。

10楼: >>参与讨论
slhwork
建議如下
估計是三種情況引起, 改善方案如下:
1. 電容漏電流過大,挑選優質電容器.
2. 耐壓不夠,更換耐壓更高的電容器.
3. 工作溫度過高,改善其工作環境,遠離熱源,更換耐高溫的電容器.



11楼: >>参与讨论
ar3000a
三个情况
主要是现在买到的电解都差不多的参数,

5V供电我都用了25V和16V电容,温度全是105度。 漏电没测过,也可能买来的时候就过期了。

现在需要找一家能保证数年寿命的开关电源生产厂, 重新定购。  每隔几个月换一次电容也不是办法。

12楼: >>参与讨论
duanyh
温度过高引起的
1.普通电容的寿命是2000H/105C',就是说工作在105C'时,只能工作差不多3个月(24H X 30D X 3 = 2160H)的寿命。请注意这个温度,不是外部环境温度,而是电容表面温度。
还有,普通电容每降低温度20C',寿命升4倍,所以工作在65C'时,电容应该工作有2年多的时间。在25C'时差不多有4~5年。
2.温度过高的原因有2个,电压过高,造成电容击穿,击穿后电流接近短路电流,使温度急剧上升,电容爆浆,漏液。另一个原因是纹波电流过大,电容损耗大,造成电容内部升温。(损耗是衡量电容在其ESR上消耗的有用功率的参数)
3.如果是纹波电流过大引起升温,这个是有电源电路设计的原因,也有负载的原因,要看具体线路。
4.定制电源要把要求写详细明确,使电源设计人员了解负载情况(消耗功率,感性,容性等),这样才可设计出符合要求的电源。但如前面所说用普通电解电容的最大寿命是4~5年。

* - 本贴最后修改时间:2006-6-25 8:40:59 修改者:duanyh

13楼: >>参与讨论
xwj
就是电容自身损耗太大了,解决问题的关键就是用低ESR的电容!
 
14楼: >>参与讨论
王奉瑾
并联薄膜电容
 
15楼: >>参与讨论
尤新亮
duanyh对的
 
16楼: >>参与讨论
abc12349
应该是设计问题
他们大概采用的是反激电路,在4A输出时可能有6-10A的脉冲电流,
用现在能买到的最好的电解至少要4个16V470U并联才可以,少了一定会爆的。

正规厂家做低压大电流电源一般会用正激,就是有个输出电感的,电容可以用的比较小

17楼: >>参与讨论
wuhanhebin
可能你的整流二极管不是用的快速恢复的!!!!
 
18楼: >>参与讨论
ar3000a

我这个开关电源是找厂家定做的,我不太懂开关电源。  仔细看上面的器件,输出是有个电感,棒型的磁心绕粗铜丝,后面是电解电容然后输出。

二极管应该是快恢复的吧,还上在散热片上。

19楼: >>参与讨论
ar3000a
再请教
请大家不要避嫌,推荐质量上乘的24V变5V开关电源,铁壳的,要能保用。

20楼: >>参与讨论
wuzhn
支持droum的说法
开关电源的设计本人是基本一窍不通的,但可以肯定一点,电源的带负载能力必与负载的频响有很大关系。而电容的工作特性恰恰与频率成反比。所以一般开关电源的输出端都串联电感或防直流电路。
不管现在的开关电源设计成熟与否,建议在采用开关电源时,首先考虑负载的频响特性,以作相当的改良。

21楼: >>参与讨论
ar3000a
还未解决,有压力
新换各种昂贵电容, 还是偶尔有坏的。

22楼: >>参与讨论
hsw_21
re
建议测试一下整流二极管的反向恢复时间。

23楼: >>参与讨论
tyw
开关电源频率较高,滤波电容宜用高频的
 
24楼: >>参与讨论
qjy_dali
除去电容质量问题来看:
一是电容都有最大尖峰电流的限制,二是电路可能在问题。

25楼: >>参与讨论
iC921
上面的意见看上去并没有错
但从维护的经验来看,我觉得最主要是高频成分存在造成的,补充一下他们没有涉及的:

1 你的负载是否平稳?如果是高频谐波多的负载情况(如后接开关变换器而没有先加滤波电容、带动直流电机等),改进你的负载滤波。我估计多半是这种情况。请说明你的负载情况。
2 咨询一下厂家。他们的电源其它用户是否存在类似问题?如果没有,不要怀疑人家电源不正常。如果有,则属于电源内侧滤波不良引起。可在内部或端口并联以高频电容试试看。

注:电解电容容易因高频成分引起发热而缓慢地成批损坏。这种现象可能发生在内部的其它电容身上。

26楼: >>参与讨论
hqeepower
可以测试一下这些参数
      1,纹波电压。满负荷工作
      2,电容的容量是多少。
      3,环境温度。看看电容离附近发热元器件(散热片)是否很近。
bbs.hqeepower.com 上面有一篇电源设计普及文章:《剖析电源设计全过程---普及篇》看完就明白其中的原因了

      

27楼: >>参与讨论
haydn
严重同意"davidli88":
严重同意"davidli88":

楼主可找比较细长的、耐压高的电容来代换,细长的电容有较小的ESR,可承受较大的涟波电流,同时耐压高的电容损耗也小些。


电源温度不高,而又鼓包的话.应关注ESR,包括电容选用和电源设计方面.

28楼: >>参与讨论
yasng
二极管
换个1N5819试试

29楼: >>参与讨论
aaad
电解电容问题
电解电容问题

30楼: >>参与讨论
wqz
谈我见解
用在这个地方的电解电容需要满足下面三个条件,你看看是否少了:
1.低ESR:因为电解电容是由铝膜卷绕而成,所以存在电感,这个电感对低频滤波没有太大问题,但对开关电源就有问题了,因为工作频率都比较高.这个电感将导致ESR上升.当然,这只是其中一点,其他我放在后面讲.

2.高纹波电流:至于开关电源为什么有高纹波电流,这里就不再罗嗦了.谈谈电解吧,影响到电解承受纹波电流能力的有几个方面:一是铝膜质量(高纹波电流的铝膜与其他规格的不同);二是电解的引出端子(脚)是铆在铝膜上的,所以它铆接工艺,也将影响ESR的大小,ESR大,将导致电解温升加剧.三卷绕工艺:大家都知道电容的容量大小与极板面积成正比,所以将电解的高度加高,等面积的铝膜需要卷绕的圈数就越少,等效电感就越小,ESR就越小,ESR小,耐纹波能力就高.

了解了上面两点,给大家提个醒.我们为什么经常看到一些开关电源会有又高又细的电解电容,就可以用上面做解释.

3.这个第三点就是耐高温,开关电源效率不是100%的,所以都会产生热量,所以大部分设计,这块都选用105度的电解.当然,这也不是绝对的,开关电源的温升有两个决定因素,一个是需要耗散掉的功率(如果,只是几瓦的开关电源,效率再怎么不济,也就那么点功率需要散掉,产生的温升有限),另外一个是散热条件(敞开与密闭环境不同,自然散热和风冷不同,还有散热片面积,散热片安装方式等等,太多了讲不完).

另外一点,需要提要提醒的是耐压,老话题了.不过,这里要提醒设计者,设计时应该把纹波电压,尖峰电压(不良的设计,这个较高)算上,然后再加一些裕量.耐压不足,将导致漏电电流加大,漏电电流大,将直接导致电解电容的温升.

31楼: >>参与讨论

电源设计错误,应该按24v变5v设计变压器,220v交流变5v的变压器改作24v变5v的变压器将造成次级整流的导通时间太短,必然造成次级电容损耗增大,同时变压器次级损耗也大,整个电源效率低下。次级的占空比由1/3左右变为1/30 ,整流瞬间电流上升10倍,电容至少应加倍。

32楼: >>参与讨论
tuotuo
说实在的,电解电容不适合做高频逆变电路的输出滤波电容,最好用陶瓷电容与之并接。若坚持要用电解电容,则尽量用高频的电解电容,旁边要并高频电容。再要测测你的电解电容是不是承受了反压,电解电容的ESR,ESL都比较大,用在高频电路会有问题的。
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