電解電容器,大致可等效為圖1所示的c、l、r等三種特性的組合。其中l(wèi)的存在使其高頻濾波特性變差,因而常見在電解電容兩端并聯(lián)小容量無極量電容,以補(bǔ)償其高頻特性之不足。而無法不存在的交流等效電阻r,當(dāng)然是愈小愈好。通常10——1000uf電解電容的器,其交流內(nèi)阻應(yīng)該在1ω以內(nèi)(注意,千萬不要以為咸工給出的為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),只是大概其——據(jù)手頭esr表得出的測量結(jié)果),r值大了,說明電容已經(jīng)不是電容,而變身為電阻了。這只“電容器”既充不進(jìn)電,也放不出電了,應(yīng)該將其清理出電容器的隊(duì)伍了。
圖1 電容器等效電路
嗨,問題的關(guān)鍵是,當(dāng)r增大時(shí),我們手頭的“武器”能檢測到嗎?電容中的r增大時(shí),對(duì)直流和低頻影響甚微,若用于數(shù)十千赫茲的高頻濾波(如用于開關(guān)電源),就麻煩大了。通常,檢修工作中,對(duì)電容的測量,一是測其有無漏電,二是測其容量是否正常,或者再加上第三項(xiàng)耐壓測試,但這一、二、三仍不能保證所測電容就是好的。
維修人群中,有會(huì)過日子的人,摘下電容后測量電阻值很大,容量也正常,就當(dāng)作好電容焊了回去,這下子真來事了兒——當(dāng)懷疑的目光不再回落該電容身上時(shí),修復(fù)之路已經(jīng)走不通了。有辦事雷厲風(fēng)行的人,懷疑一只電容不良時(shí),果斷將所有電容全部換新,碰巧,便將故障修復(fù)了。有沒有更好的法子,既使壞蛋不致漏網(wǎng),也不冤枉了大批的好人們?
以故障實(shí)例來說話吧。
1、早期西門子37kw變頻器,也搞不清啥型號(hào)了,工作年齡超過10歲了(其實(shí)這類變頻器的軟故障,第一懷疑對(duì)象當(dāng)然是電解電容了)。故障現(xiàn)象為電源工作噪聲大,出現(xiàn)隨機(jī)性停振,面板指示燈熄滅。前維修者費(fèi)了好大勁未能修復(fù),看焊接痕跡,所有電解電容基本都摘下來測過了,愣是未能找出故障元件。
我接手后,直接用esr表,在線檢測電源電路的幾只電解電容器,分分鐘鐘的事兒,就找出兩只變身為電阻,已經(jīng)不稱職的電容(見圖4中兩只個(gè)頭大的電容),代換,故障修復(fù)。
2、海利變hlp-a型3.7kw變頻器。igbt模塊損壞。檢測驅(qū)動(dòng)電路,測量停機(jī)負(fù)壓、負(fù)電流均正常,啟動(dòng)跳oc。在pc929的9、10短接屏蔽故障,測脈沖正電壓、脈沖正電流值均正常(這下子不懷疑濾波電容了)。去掉屏蔽后試機(jī),上電跳oc,為主電路限流上電,試在igbt脈沖端子屏蔽故障,無效。檢查管壓降檢測電路,只有r6、r7七個(gè)元件,確認(rèn)并無問題。電路如圖2所示。
圖2 pc929 oc故障檢測電路(元件為隨機(jī)標(biāo)注)
將d1正極或負(fù)極與0v短接之,無法屏蔽oc故障;將dz1穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與0v短接,或?qū)c929的9、10腳直接短接,均能屏蔽故障。感覺pc929的9腳在脈沖傳輸期間的正電壓幅度似乎偏低,未能達(dá)到令dz1反向擊穿的水平。
將三路都屏蔽后能運(yùn)行,只要有一路不屏蔽即報(bào)eoc。說明三路管壓降檢測電路均檢測到未開通信號(hào)(查到這兒,三路pc929俱報(bào)oc,肯定只能有一個(gè)共性原因了)。三路驅(qū)動(dòng)電路,都不能正常工作且表現(xiàn)一致,反而說明三路驅(qū)動(dòng)電路都是好的,問題應(yīng)該是出在供電電源上(3路驅(qū)動(dòng)因信號(hào)共地,共用一路供電電源)。供電電源電路如圖2右上角電路所示。
摘下電容c4(100uf25v)測量,無漏電,電容量在96uf,正常。檢測其esr值,真相顯現(xiàn):其交流電阻已達(dá)23.5ω,如圖3所示,代換后故障排除。
圖3 100uf35v電容兩種測試結(jié)果
分析:由于c4電容失效,使脈沖傳輸期間的峰值電壓降低,不能擊穿穩(wěn)壓二極管dz1,使igbt導(dǎo)通管壓降檢測電路工作異常,報(bào)oc故障。
在一位資深的、愛好電子電路人士眼中,一塊選材與做工精良的線路板,無異于一件精美的藝術(shù)品;此刻的幾只電容器,在我眼中看來,雖身披臟污,仍不失靚麗,未舍得扔掉,讓大家一覽啊,見圖4。
圖4 拆下的故障電容器,外觀與容量均完好
圖5 另三只電容檢測esr值
提示:電烙鐵的焊接加熱,有使電解電容“病愈”的作用,如其中一只電容,當(dāng)時(shí)檢測其電阻,僅為1.3ω,但充分冷卻后再測,變?yōu)?.68ω,有些元件,燙一下,立馬就表現(xiàn)正常了,檢修過程中需要警惕這種現(xiàn)象啊。
通常,檢修故障,最常用的是萬用表(1.5v電池電壓,ma或ua級(jí)的電流,能干嘛呢),有時(shí)加上示波器(除了測量電壓波形,能干嘛呢),能夠確認(rèn)故障元件的能力也是相當(dāng)有限的。所以朋友們要及時(shí)更新自己的裝備啊,哈哈。esr表的威力確實(shí)不小,在線測量靈光得很。感謝中華工控網(wǎng)網(wǎng)友提示我購進(jìn)該表。
監(jiān)督電解電容是否在稱職地工作,要靠圖6所示的“兄弟連”啊。
圖6 電容量測量表與esr測試儀