电路中的 电容选型错误 两例

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elec921|  楼主 | 2013-10-23 20:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 elec921 于 2013-10-26 10:55 编辑

一、低电平失效     

有些界用聚苯乙烯电容器的电子设备,曾因它的“精神病”而让有关的维修技术人员吃尽了苦头,伤透了脑筋。它的等效电容量时而变小(或阻抗变大),时而正常。把它从电路拆下来用常规方法测量,没有发现问题。如某厂生产的电台,曾因不可捉摸的故障,被迫派出数个维修队外出修理,最后找到故障,都集中在滤波电容CYX(CY-0)型云母电容器上。故障的原因是电容器上的工作电压太低—没有直流偏置,仅有10uV的高频信号电压。     
某分压器采用两个电容器构成的电容分压器,对500kHz信号分压,其中一个电容器采用CZX型小型纸介质电容器,分压输出有时正常,有时逐渐变大并维持不变,接着又突然恢复正常何时变大,维持多久,何时恢复正常无规律可循。

有关人员经多次反复才找到故障原因。原来是因CZX型电容器不适用于低电压工作。     
上述事例说明,某些种类的电容器,工作电压太低时,不能正常工作,这就是“低电压失效”,也叫低电平开路。低电平失效的原因是电容器引出线与极板结合处的氧化层在低电平下不能被击穿,该结合交呈现出较大的接触电阻。不同结构的电容器,其低电平失效的阈值不同。
如:     CLZ涤纶电容器为1V以下。   
CB14聚苯乙烯电容器为2mV。  
CY-22独石电容器为10mV。   
  有资料显示:CY型云母电容器为0.1V;陶瓷介质电容器为额定工作电压的十分之一;
一般来说,工作电压低于1V时,不能随便使用结构上未采取措施的普通聚苯乙烯、云母、涤纶和纸介质电容器。   



二、介质吸收效应   

某伺服系统中有三路有源平滑滤波器,其平滑时间常数设计为1s,时间常数电容器选用一级精度的CZJX型电容器,测试结果发现,其三路时间常数不同程度地大于理论值,比理论值大约40%。这是由于电容的介质吸收效应所致。

电容器的介质吸收效应决定电容器的低频特性,这是不少线路设计者往往容易忽视的问题。     
电容器的介质吸收效应用介质吸收系数Ka表示,不同的介质电容器,其Ka值相差很大,同一电容器的测试特续时间不同,其测量结果也不相同;同以规格,不同生产厂商,不同批次的电容器,其Ka值也有差异。   
Ka值过大的电容器,在电路中产生的影响远不只限于上述问题,它对不同电路的影响以不同的形式表现出来

如:     微分电路变成耦合电路。   
锯齿波电路产生的锯齿波回程加大,因而电路不能迅速恢复。   
限幅器、箝位器、窄脉冲输出波形发生畸变。   
超低频平滑滤波器时间常数变大。  
  直流放大器零点受扰动后,单向漂移。  

  取样保持电路精度下降。   
线性放大器直流工作点漂移。   
电源电路纹波加大。   

以上种种介质吸收效应的表现,却离不开其本质电容器的“惰性”,即在规定的时间内充电充不到预期值,反之放电也是这样。   
Ka值较大的电容器,其绝缘电阻(或漏电流)与理想电容器(Ka=O)不同,它随测试时间加长而增大(漏电流减小)。我国现行的规范规定时间是一分钟。
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不亦心| | 2013-10-24 10:00 | 显示全部楼层
学习一下

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黄小俊| | 2013-10-24 18:14 | 显示全部楼层
看看。

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elec921|  楼主 | 2013-10-24 19:16 | 显示全部楼层
冬天来了,真是雪中送炭啊。感谢各位老大给条裤子穿,再也不怕光屁股冷了。:lol

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bebetter| | 2013-10-24 21:27 | 显示全部楼层
本帖最后由 bebetter 于 2013-10-24 21:29 编辑

楼主,很多CPU有1.8V电源,通常也会放0.1uF电容退藕,常见的0.1uF电容耐压是25V,十分之一也就是2.5V,那是不是说放的这个电容0.1uF/25V电容在1.8V电源上会存在隐患?或者说起不到作用(低电压开路,即断路?)

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gaoyiyiyi 2013-10-25 08:14 回复TA
楼上太打击人了。。。耐压是耐压,和楼主说的主题没关系的 
Lgz2006 2013-10-25 07:00 回复TA
主题是一种比较高级的问题,新手在此可以忽略 
bebetter| | 2013-10-24 21:35 | 显示全部楼层
另外绝缘电阻不是越大越好吗?

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Lgz2006 2013-10-25 07:00 回复TA
分清绝缘电阻和接触电阻 
klarke23| | 2013-10-25 08:58 | 显示全部楼层
学习一下~

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zqy876| | 2013-10-25 09:10 | 显示全部楼层
说的很深刻  在此学习了

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elec921|  楼主 | 2013-10-25 09:14 | 显示全部楼层
bebetter 发表于 2013-10-24 21:27
楼主,很多CPU有1.8V电源,通常也会放0.1uF电容退藕,常见的0.1uF电容耐压是25V,十分之一也就是2.5V,那是 ...

请bebetter看1楼的蓝色字  仔细想一想

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huhuashizhe| | 2013-10-25 12:29 | 显示全部楼层
学到一招了

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bebetter| | 2013-10-25 13:16 | 显示全部楼层
elec921 发表于 2013-10-25 09:14
请bebetter看1楼的蓝色字  仔细想一想

还是楼主厚道,我的确在电容上没有深入研究过,只是滤波,采样简单的应用。碰到高手说到这个问题,而且感觉很有用,机会难得,希望大家不要见怪。
我仔细看了一下蓝色的字,又找了个松下的电容手册看看,意思大概理解,但不知对不对,还想再请教一下:
我说的25V就是手册中的额定电压,您说低电平失效的阈值不同,其中“陶瓷介质电容器为额定工作电压的十分之一”,不是我理解的2.5V吗?而有的电容额定电压是16V……
我的问题在你们眼里可能有点弱智,如果有时间麻烦指导下,谢谢。

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chenxiaocong| | 2013-10-25 20:57 | 显示全部楼层
楼主多分享一些电容的深入只是呗,

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liu294826423| | 2013-10-25 23:00 | 显示全部楼层

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cxz_00| | 2013-10-25 23:18 | 显示全部楼层
学习了啊,以前没有遇到过这种事情,还不知道有这样的情况。多谢楼主分享啊

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elec921|  楼主 | 2013-10-26 10:52 | 显示全部楼层
bebetter 发表于 2013-10-25 13:16
还是楼主厚道,我的确在电容上没有深入研究过,只是滤波,采样简单的应用。碰到高手说到这个问题,而且感 ...

这里几个电压并不绝对。你只需要理解这个意思,然后遇到问题有个印象就可以了

譬如“电容引出线与极板结合处的。。”  如果没有“引出线”呢?  比如贴片的?请看下图。

贴片电容.jpg
贴片电容2.jpg
贴片电容1.jpg

外面是你能焊上锡的金属里面呢? 极板和金属,他们之间怎么连接的呢?只要有接触面就有接触电阻。当然贴片的具体有木有这个现象,有这个现象时的电压是多少无从考证。  但是我感觉插件的肯定会严重一些(?),看下图

电解电容1.jpg




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areak| | 2013-10-26 10:59 | 显示全部楼层
小小电容,学问真大

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elec921|  楼主 | 2013-10-26 11:13 | 显示全部楼层
即然是精华帖,再加点调料进去,再举几个例子,

1、对一个小信号 是先滤波?还是先放大?----(先无源“粗”滤波,主要是避免大的干扰信号使后级运放饱和或者损坏),然后放大,然后有源滤波最好。注意放大器本身也能滤波。(电容对微弱信号的响应)

2、对一个小信号,如果需要进行积分并放大,积分电容是用独石电容还是薄膜电容?   --选用薄膜电容,毕竟“塑料”不“吸水/渗水”,而“石头电容”容易“吸水/渗水”(介质吸收)

3、开关电源的RCD吸收电路中,瓷片电容老是坏,表现为烧黑?  咋办?--瓷片电容高频损耗大,当吸收的脉冲电流幅值大,频率高,它就发热,热到一定程度就“啪啪啪”了。换成CBB,不但损耗小(损耗低几个数量级,温升低),而且不怕击穿短路哦

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宋业科| | 2013-10-26 14:50 | 显示全部楼层
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Lgz2006| | 2013-10-26 19:49 | 显示全部楼层
俺的认识
1. 低电平失效,不应该作为一个普遍失效来认识,尤其是现代涂镀工艺的应用的当今。它主要产生于早期纸介等卷膜类电容等依靠机械压力连接引线结构中,以及一些可产生微裂缝隙材料工艺中
2. 印象里,好像介质吸收现象主要发生在有机介质类,而不是石头
3. RCD等高压脉冲电路,经常可见低损耗高压陶瓷电容器,能胜任的不光是CBB
   作为实例,安规电容X1Y1Y2都是“瓷片”的
以上均在个人印象之中,未经考证,见谅

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小小开发者| | 2013-10-26 21:26 | 显示全部楼层
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