Как я могу снизить вероятность выгорания конденсаторов?

У меня есть схема питания переменного / постоянного тока, установленная на многих машинах, и все они работают в пределах номинальной мощности источников питания. Однако они продолжают выходить из строя, каждый сгорает (большой) электролитический конденсатор (после, скажем, 1 года службы). Как ни странно, эти платы немного различаются, у некоторых одна крышка, у некоторых 2, но неизменно это та часть (и), которая выходит из строя.

Платы с 1 крышкой рассчитаны на 22 мкФ 450 В, а 2 - на 47 мкФ 450 В.

Итак, что я могу сделать, чтобы снять стресс с этого компонента? запустить несколько параллельно?

ОБНОВЛЕНИЕ: Имея хороший взгляд на БП, они действительно странные! двигатели в машинах (которые являются картонными измельчителями) рассчитаны на 220 В постоянного тока! таким образом, основная «коренастая» часть платы блока питания - это просто крышка выпрямителя / фильтра (которая перегорает) без трансформатора, а остальное - это отдельный отдельный понижающий источник постоянного тока для таких вещей, как освещение, переключение, защита и т. д.

Типичный универсальный импульсный источник питания с входным диапазоном использует топологию схемы, подобную показанной здесь:

Более ценный высоковольтный конденсатор (выделен желтым цветом) предназначен для сглаживания выпрямленного напряжения постоянного тока из линии питания переменного тока.

Есть два основных режима отказа для этого конденсатора. Одним из них являются пики высокого напряжения на входе источника питания, которые проходят через синфазный дроссель. Пики, превышающие номинальное напряжение конденсатора, могут привести к повреждению изолирующего диэлектрического слоя конденсатора, что приведет к внутренним замыканиям. Проблемы с высоким напряжением лучше всего решать путем поиска источника таких пиков в энергосистеме и принятия мер по зажиму пиков в местах их возникновения. Это также может помочь улучшить входной фильтр источника питания, добавить переходные поглощающие устройства, такие как transzorbs или MOV, во входную секцию и повысить номинальное напряжение большого конденсатора.

Другой режим отказа - внутренний нагрев, который может произойти, когда изменения тока в конденсаторе реагируют с последовательным сопротивлением (ESR) конденсатора. Это генерирует тепло, которое может высушить внутренние электролитические материалы в конденсаторе, что вызывает уменьшение емкости. Это также может увеличить последовательное сопротивление, вызывая дополнительный нагрев. В источнике питания автономного типа этот конденсатор работает с удвоенной частотой линии, и импульсы тока в конденсаторе (известные как пульсирующий ток) возникают, когда конденсатор заряжается в каждом полупериоде и разряжается, когда выпрямленное переменное напряжение падает до нуля. в то время как конденсатор просят продолжать подавать ток на выходные секции источника питания. Несколько факторов могут быть рассмотрены для повышения надежности этого конденсатора. Прежде всего, необходимо рассчитать или измерить пульсации тока во время работы источника питания и убедиться, что он находится в пределах диапазона пульсаций тока для выбранного конденсатора. Другим параметром, который необходимо учитывать, является номинальная температура конденсатора, чтобы обеспечить его превышение рабочей температуры источника питания. Наконец, может быть полезно найти конденсаторы, которые имеют более низкое значение ESR, которое будет понижать внутренний нагрев для данной амплитуды пульсаций тока.

Использование двух конденсаторов параллельно будет эквивалентно использованию двух последовательно включенных резисторов, емкость будет суммироваться, и это может отрицательно повлиять на работу схемы (это может и не произойти, но в худшем случае мы думаем).

Лучший способ снять напряжение с этих компонентов без знания самой схемы - использовать конденсатор с более высоким номинальным напряжением. Это переведет на больший, более дорогой компонент, но это будет меньше напрягаться. Другим способом было бы получить «качественный» конденсатор у фирменного поставщика. Существуют аудиофильные конденсаторы, которые известны своим качеством, но я не знаю точных названий брендов.

Если бы это было возможно (учитывая ограничения по размеру, которые у вас есть), я бы снизил значение вашего конденсатора (использовал более высокое номинальное напряжение, чем требуется), а также поместил бы параллельно меньший керамический конденсатор. Они более терпимы к коротким скачкам высокого напряжения и помогут снизить нагрузку на электролит.

Sparkfun недавно запустил видео, связанное с этим, я рекомендую вам проверить это .

Если они быстро сгорают, значит, что-то не так с цепью. шапки действительно умирают, но они должны длиться годами, если все спроектировано правильно. Тем не менее, более высокое напряжение высокого качества крышка будет с меньшей вероятностью взорвать. в зависимости от цели, вы можете даже поставить аккумулятор с большей емкостью, чтобы избежать его полной разрядки и перезарядки. Это только хорошая идея с заглушками, предназначенными для сглаживания источника питания, или чем-то еще, где фактическая емкость не очень важна.