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發布時間:2020-09-07 16:14  
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開關電源已逐漸進入我們的日常生活和生產中,它以節能,環保,性價比高等優點,很快取代了以往傳統的那種既笨重效率又低的“線性電源”,很快被人們所接受。而電容器在開關電源中是重要且容易產生故障的元器件之一,而且故障現象不容易判別,使維修較為困難。本文就針對電容器在開關電源中的作用闡述其原理,常見故障分析以及維修方法。至于電容濾波,不知你有沒有用整流電源聽隨身聽的經歷,一般低質的電源由于廠家出于節約成本考慮使用了較小容量的濾波電容,造成耳機中有嗡嗡聲。
1, 電容在開關電源中的作用
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”,將電能轉變成池中的水并能將水還原成電能。從理論上(即假設電容為純電容)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。表針停下來所指示的阻值為該電容的漏電電阻,此阻值愈大愈好,最1好應接近無窮大處。具體用在濾波中,大電容(1000 uF)濾低頻,小電容(20 pF)濾高頻。
電容的用途
電容種類繁多,應用甚廣。筆者就以幾個實例拋問題,再舉例著重講述電解電容和瓷 片電容在電路中的儲能、濾波和去耦等功能。
(1)使用吸塵器時收音機會出現“啪啦、啪啦”的雜音,原因是吸塵器的馬達產生的 微弱(低強度高頻)電壓/電流變化通過電源線傳遞進入收音機,以雜音的形式出現,將這 種干擾稱之為“傳導干擾”。
(2)當摩托車從附近道路通過時,電視機會出現雪花狀干擾。這是因為摩托車點火裝
置的脈沖電流1產生了電磁波,傳到空間再傳給附近的電視天線、電路上。將這種干擾稱之 為“輻擾”。
(3)冬天的時候,特別是在北方比較干燥的城市,經常會看到衣 服有“火花”,實際上這是“靜電放電”現象,稱之為 ESD。如果此時你用手觸摸一些電子元件,說不定會電1擊毀這些元器件,因為電壓有 3~5KV 之高。電壓隨高,但電量很少,所 以對人體危害不大。有時會看到有一個電容量較大電解電容并聯了一個小電容,這時大電容通低頻,小電容通高頻。
(4)開空調時,室內的熒光燈會出現瞬時變暗的現象,這是因為大量電流流向空調, 電壓急速下降,利用統一電源的熒光燈受到影響,這種電壓突然驟降的“浪涌”現象,稱 之為 Surge。
指針式萬用表測量電容器質量的好壞方法
在沒有特殊儀表儀器的條件下,電容器的好壞和質量高低可以用萬用表電阻檔進行檢測,并加以判斷。容量大(1μF以上)的固定電容器可用萬用表的電阻檔(R×1000)測量電容器兩電極,表針應向阻值小的方向擺動,然后慢慢回擺至∞附近。接著交換測試棒再試一次,看表針的擺動情況,擺幅越大,表明電容器的電容量越大。若測試棒一直碰觸電容器引線,表針應指在∞附近,否則,表明該電容器有漏電現象,其電阻值越小,說明漏電量越大,則電容器質量差;如在測量時表針根本不動,表明此電容器已失效或斷路;如果表針擺動,但不能回到起始點,則表明電容器漏電量較大,其質量不佳。關于電容器的充電,有人提出了一個很好的問題:“用電動勢為E電動勢的電源對電容器充電,充電結束時電容器的電壓U=E電動勢。
壓力表對于容量較小的電容器,用萬用表來測量往往看不出表針擺動,此時,可以借助一個外加直流電壓和用萬用表直流電壓檔進行測量,其方法如圖1所示,即把萬用表調到相應的直流電壓檔,負(黑)測試棒接直流電源負極,正(紅)測試棒接被測的電容器一端,另一端接電源正極。但電容的大小不是由Q(帶電量)或U(電壓)決定的,即電容的決定式為:C=εS/4πkd。
(2) 合理確定電容器的電容量及允許偏差。在低頻的耦合及去耦電路中,一般對電容器的電容量要求不太嚴格,只要按計算值選取稍大一些的電容量便可以了。在定時電路、振蕩回路及音調控制等電路中,對電容器的電容量要求較為嚴格,因此選取電容量的標稱值應盡量與計算的電容值相一致或盡量接近,應盡量選精度高的電容器。在一些特殊的電路中,往往對電容器的電容量要求非常精1確。把電容器的兩個電極分別接在電源的正、負極上,過一會兒即使把電源斷開,兩個引腳間仍然會有殘留電壓(學了以后的教程,可以用萬用表觀察),我們說電容器儲存了電荷。