专业功放用盖板式铝质电解电容器失效原因分析

从失效的电解电容器外观来看,基本存在如下几种不良情况:

1. 防爆阀打开

2. 铝壳防爆阀严重鼓起

3. 盖板端子鼓裂漏液

4. 电解液干涸铝壳防爆阀严重鼓起

5. 电容器纸芯内圈电解纸因高温变色

6. 纸芯边缘击穿短路

专业功放用盖板式铝质电解电容器失效原因分析

不良情况的占比也不一样,对各类占有率统计,其中铝壳鼓底占不良品的97.4%,纸芯边缘击穿短路占0.8%,电容器纸芯内圈电解纸因高温烧发黑占0.4%,电解液干涸铝壳防爆阀严重鼓起占0.9%,盖板端子鼓裂漏液0.3%,防爆阀打开0.2%。最多的不良是出现在铝壳鼓底。

铝壳鼓底占客诉数量最大,并且都是上机工作二到四年后返修机中发现电解电容器鼓底,对不良品进行电性参数测,总结其容量损耗角漏电都没有超出标准范围,估计拆下时多为返修机中其它元件损坏,修理工发现电解电容鼓底认为拆下换新比较好,所以电解电容器鼓底可正常使用,我们对鼓底不良进行重新含浸换铝壳封口,按产品标识温度做高温负荷寿命试验,(纹波电流按产品目录标准加入)经多次验证其寿命可达2000小时以上,正常产品做高温负荷寿命试验必须大于4000小时以上,因此分析认为其正负铝箔未严重劣化,只是电解液因长期高温参数开始慢慢变劣,其鼓底的主要原因是电解电容器使用环境有问题,例如环境电压不稳,机内温度散热不良,桥式整不良等,另外有部分功放机对电解电容选取时没有按电路设计要求选对型号,导致电解电容器不符合电路要求,例如:高频低阻,低漏电,耐纹波,低电感,耐高温等,没有选取正确对应电路特性电解电容器,对于电源是H类和电解电容器要串并联使用更要合理选取,如果说选取不当将导致很多问题,现在大多数功放为了节约成本对电源变压器功率选取偏低,导致电解电容器充放电幅度加大,这样选取时要更加注意选择适合电路特性的电解电容。例如:串联使用时要求电解电容器电性参数一致性要好,特别是漏电和阻抗感抗,对于H类和多级供电要求电解电容器必须是低阻低电感并且要选择105℃产品等,其实电子元件中电阻半导体IC及其它类电容等只有电解电容寿命最短,因为一台机器使用寿命是由最短的元件决定,所以电解电容器在成本选择时要重点考虑到寿命,要选择VF电压达到标准的电解电容,这样整机寿命和质量才能得到保障。

在实际电容选型中,对电流变化节奏快的地方要用容量合适的电解电容器并且阻抗感抗耐纹波都要合理选择,但并非容量越大越好,首先,容量增大,成本和体积可能会上升,另外,电容越大充电电流就越大,充电时间也会越长,这些都是实际应用选型中要考虑的,特别是额定工作电压和工作温度范围,电解电容器的实际工作温度每降低10℃其寿命可增加一倍,(相对于标称值)所以选择标识是105℃或125℃能更可靠地长时间工作,它能承受的最大直流电压也相对高很多。(因为不同温度的电解电容器其使用的铝箔VF电压和比容不同,要求耐温越高所使用铝箔的VF耐压值越高,并且电解液和电解纸都不相同)

在交流电路中,要注意所加的交流电压最大值(峰值)不能超过电容的直流工作电压值90%(105℃产品)纹波电流使用不能大于产品标称值,对开关电源使用的电解电容要选择低阻低电感耐纹波负极箔延长散热的产品。电解电容在电路中实际要承受的电压绝对不能超过它的耐压值,在滤波电路中,实际工作电压一般来说要留有15%以上裕量防止使用环境电压变化太大。


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