電容器損壞在開關(guān)電源中的故障現(xiàn)象與維修

摘 要 本文主要是針對電容的作用、電容器損壞在開關(guān)電源出現(xiàn)的常見故障進行分析及維修方法。電容在開關(guān)電源中主要的作用是：濾波、旁路、去藕、儲能等，其中起濾波與儲能作用的電容最容易出故障，而且不容易判別電容器件質(zhì)量的好與壞，維修不便，給我們的日常生活和生產(chǎn)帶來諸多不便。因此本文就從這些角度出發(fā)，通過分析電容器的作用、故障產(chǎn)生的原因以及如何排除故障，進行闡述，希望對我們的日常生活和生產(chǎn)有所幫助。

關(guān)鍵詞 開關(guān)電源；電容；故障現(xiàn)象；維修方法

中圖分類號 TK94 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)071-0178-02

目前，開關(guān)電源已逐漸進入我們的日常生活和生產(chǎn)中，它以節(jié)能，環(huán)保，性價比高等優(yōu)點，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)電源中是最重要且最容易產(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。本文就針對電容器在開關(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增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容并聯(lián)了一個小電容，這時大電容通低頻，小電容通高頻。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。

1.2 旁路

旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化，降低負載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。

1.3 去藕

從電路來說，總是可以區(qū)分為驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負載。如果負載電容比較大，驅(qū)動電路要把電容充電、放電，才能完成信號的跳變，在上 升沿比較陡峭的時候，電流比較大，這樣驅(qū)動的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產(chǎn)生反彈），這種電流相對 于正常情況來說實際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作，這就是耦合作用。

1.4 儲能

儲能型電容器通過整流器收集電荷，并將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40～450VDC、電容值在220～150000 uF之間的鋁電解電容器（如EPCOS公司的B43504或B43505）是較為常用的。根據(jù)不同的電源要求，器件有時會采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的形式，對于功率級超過10 KW的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。

2 電容器損壞在開關(guān)電源中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象

電容器的損壞、失效有以下幾種情況：

1）電容內(nèi)部的短、斷路損壞，故障現(xiàn)象是燒開關(guān)管及其他限流元器件，如保險與開關(guān)電源中的限流電阻。電容短、斷路損壞工作在高電壓、大電流（例如彩電的開關(guān)電源、行輸出電路）中的濾波電容器，當(dāng)因某種原因使電壓升高，并超過其耐壓值時，使之擊穿短路損壞，或由于整流二極管損壞后使有極性的電解電容器相當(dāng)于工作在交流電路中，在較大的反向漏電流下發(fā)熱而短路損壞。由于短路時流過電容器的電流很大，一般電容器都會爆裂或使其封口膠塞脹出。濾波電容短路后，常出現(xiàn)保險絲或限流電阻燒斷、電源厚膜塊或開關(guān)管、整流管擊穿之類的故障。主要表現(xiàn)為整機“三無”，這種故障在各類開關(guān)電源中帶有共性。

2）電容器容量降低引起的低效或輕微漏電，其故障現(xiàn)象是電視圖像“S”形扭曲或行不同步現(xiàn)象，對于現(xiàn)在的用IIC總線的電視機出現(xiàn)一些特別的故障現(xiàn)象，如果因影響使同步牌臨界狀態(tài)，伴音大可能影響到電視機的質(zhì)量，使得伴章隨時出現(xiàn)。主要原因是電容器的參數(shù)改變，但沒完全失效，在一定程度上還有作用，但達不到應(yīng)有的作用，使得現(xiàn)有的故障現(xiàn)象出現(xiàn)。而且此類故障不好判斷與排除。

3）電容器容量消失引起的失效、完全漏電或爆漿，是電源中電容出現(xiàn)故障后最難判別與維修的故障，因為測量電容器件，用萬用表測試一切正常，但將電容安裝在電路上后，電容的容量就完全消失，這是電路中最難維修的軟故障之一，即元器件不能承受電壓，一有電壓的存在，容易就完全消失。

爆漿的種類：

分兩類，輸入電容爆漿和輸出電容爆漿。

對于輸入電容來說，就是在電源電路中體積較大、容易較大、額定電壓高的電容器，對接收到的電流進行過濾。輸入電容爆漿和電源輸入電流及電容器本身的品質(zhì)有關(guān)。過多的毛刺電壓，峰值電壓過高，電流不穩(wěn)定等都使電容過于充放電過于頻繁，長時間處于這類工作環(huán)境下的電容，內(nèi)部溫度升高很快。超過泄爆口的承受極限就會發(fā)生爆漿。

對于輸出電容來說，對經(jīng)電源模塊調(diào)整后的電流進行濾波與儲能。此處電流經(jīng)過一次過濾，比較平穩(wěn)，發(fā)生爆漿的可能性相對來說小了不少。但如果環(huán)境溫度過高，電容同樣容易發(fā)生

爆漿。

電容爆漿的原因有很多，比如電流大于允許的穩(wěn)波電流、使用電壓超出工作電壓、逆向電壓、頻繁的充放電等。但是最直接的原因就是高溫。我們知道電容有一個重要的參數(shù)就是耐溫值，指的就是電容內(nèi)部電解液的沸點。當(dāng)電容的內(nèi)部溫度達到電解液的沸點時，電解液開始沸騰，電容內(nèi)部的壓力升高，當(dāng)壓力超過泄爆口的承受極限就發(fā)生了爆漿。所以說溫度是導(dǎo)致電容爆漿的直接原因。電容設(shè)計使用壽命大約為2萬小時，受環(huán)境溫度的影響也很大。電容的使用壽命隨溫度的增加而減小，實驗證明環(huán)境溫度每升高10℃，電容的壽命就會減半。主要原因就是溫度加速化學(xué)反應(yīng)而使介質(zhì)隨時間退化失效，這樣電容壽命終結(jié)。為了保證電容的穩(wěn)定性，電容在插板前要經(jīng)過長時間的高溫環(huán)境的測試。即使是在100℃，高品質(zhì)的電容也可以工作幾千個小時。同時，提到的電容的壽命是指電容在使用過程中，電容容量不會超過標(biāo)準(zhǔn)范圍變化的10%。電容壽命指的是電容容量的問題，而不是設(shè)計壽命到達之后就發(fā)生爆漿。只是無法保證電容的設(shè)計的容量標(biāo)準(zhǔn)。所以，短時期內(nèi)，正常使用的板卡電容就發(fā)生爆漿的情況，這就是電容品質(zhì)問題。另外，不正常的使用情況也有可能發(fā)生電容爆漿的情況。

3 電容器損壞在開關(guān)電源中故障的維修方法。

1）對于短路與斷路的電容，用萬用表很快能測量出元件器的質(zhì)量好壞。主要是測量其充電性能，而不是充放電性能，判斷出故障的電容器件后，在替換過程中，要特別注意所替換的電容器件一定要在質(zhì)量上過關(guān)，選用質(zhì)量好的電容器件，在容量上與額定電壓上一定要與替換的電容一致或大于已損壞的電容，要替換之前，一定要再次判斷即將要替換的電容器件的質(zhì)量，有時候新買來的的元件器同樣存在質(zhì)量問題，如果不加以判斷就安裝，假設(shè)新買來的元器件真正存在問題，就會給維修帶來非常大的困難，因為所換上的元件一般都會認為不存在問題，所以在再次維修時，就不會再檢測這個元件，使維修出現(xiàn)非常大的人為故障，從而使維修更加困難。

2）對于電容器出現(xiàn)低效與失效時，最常用用的方法是運用代換法，當(dāng)出現(xiàn)開關(guān)電源保護，在其他關(guān)鍵元器件經(jīng)測量判別后沒有故障，而電容器在測量后也不能發(fā)現(xiàn)故障時，對電容器件進行普遍代換，因為出現(xiàn)軟故障的器件在沒有電壓與電流的情況下，所判別出的元器件在質(zhì)量上是沒問題的，但在有電壓與電流時的工作過程中，元件的質(zhì)量出現(xiàn)問題，這類故障在用常規(guī)的測量法是沒辦法檢查出故障元件的，用代換法可以起到非常好的效果。

電容器件在開關(guān)電源是常常出現(xiàn)故障，而且有些故障不容易判斷，同時電容器在開關(guān)電源中如何運用而不容易出現(xiàn)故障，希望通通過分析希望得到一定的收獲。

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