【每周分享】电容，天使与魔鬼，维修工心中的意难平

2万 · 2025-1-15 08:40

本帖最后由王栋春于 2025-2-16 21:48 编辑

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做为三大基础电子元器件，相信每位电子技术爱好者对电容都不陌生，做为一名维修工的本人对于电容同样也是如此，而且心中更有一种爱恨交织的别样感受。至于缘何有这种感受，其原因显而易见：爱源于维修过程中更换电容的成本非常低，仅高于电阻；恨则是由于某些电容引起的故障，排查起来那是相当曲折，有时甚至连走弯路。为了说明该感受，本人特以工作中处置过的，印象深刻的两起因电解电容异常所致故障为引，供各位坛友交流参考。
提起电容在电路中的作用，不少坛友第一时间会想起滤波功用，诚然在相当一部分教材中该作用是排在首位介绍电容用途之所在。但是相对严谨的功能介绍应该是：储能滤波，于是在本人刚接触维修中就被狠狠上了一课。
话说当时有一套机电设备出现了奇怪故障——平时工作运行正常，可只要相距几米外的另一台设备开启之际，该套机电设备大概率会出现莫名其妙自动重启现象。在本人接手之前，相关同行曾将故障原因归为电磁干扰、接地不良等，可一番操作下来故障依旧。

本人接手后，在前面同行检修基础上进行分析，将故障原因锁定为设备配用±5V、12V等多路电压输出的开关电源。至于判断依据如下，该开关电源在相邻设备未启动时各路电压输出虽然正常，但是当临近该台大功率设备启动之际，开关电源输出各路电压会出现猛然大幅下降，随后又缓慢回升直至正常的想象。据故障现象判定，本人认为是开关电源直流母线储能滤波电容容量减小引发——同电网大功率设备启动过程，势必会拉低电源电压引起电压波动，由于该电容容量减小继而无法规避诱发故障出现。经测量400V 100UF电解电容的容量，实测竟不足40UF。

要是提起电容最隐性，也最具迷惑性同样也最让一些初入维修行之同行倍受摧残的故障，那绝非——外观无异常，容量测试也正常，可问题偏偏就是电容引起莫属。而本人在看清电容这种故障现象时，可是有过一次刻骨铭心的经历。

几年前，检修一台55kW某品牌变频器，起先故障现象为变频器U相IGBT模块炸毁。在更换模块前，本人静态测量了六路PWM脉冲驱动电路的器件，未见异常后通电测量六路驱动波形，在同样没有不妥后才放心将新模块装机。随后空载试机，测量三相输出电压同样均衡正常。于是认为故障如此轻松搞定，便接入22kW电动机进行带载测试。可让本人万万始料不及的是，在正常运行了不到一分钟后，变频器模块居然又烧毁了！

再次测量过程中，本人仍然未发现驱动电路有何异常，但为了保险起见本人仍然将六路驱动电路中的光耦和推挽三极管做了统统换新处理，岂料如此这般换入新模块后，竟然再次发生了相同的故障现象。无奈之下，本人请教老师，最终在他的指点下将故障原因的真正元凶找了出来——U相PWM信号驱动电路中，-15V电源回路中的50V 220UF电解电容虽然外观无异常，容量测试也正常（200UF），可是使用电桥测量其D值竟然接近2，也就是说关断负压回路的带载能力严重不足。
此次检修，虽然让本人耗费了几天时间，且付出一千多的经济损失，但换来的经验教训却弥足珍贵。