ESpec - мир электроники для профессионалов


Почему греется электролитический конденсатор.

  Список форумов » Электроника от А до Я
На страницу 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8  След.
Следующая тема · Предыдущая тема
АвторСообщение
ILYA 
Передовик
Сообщения: 2212
 
Сообщение #1 от 15/07/2007 18:50 цитата  

Начнем с простого. При протекании тока в проводнике выделяется тепло. Если к электролитическому конденсатору приложить напряжение в правильной полярности и его величина не будет превышать рабочего напряжения конденсатора, то греться последний, точно, не будет. Почему? Да потому, что по конденсатору будет протекать мизерный ток, величиной, например, 1 микроампер. Ага, скажет ушлый оппонент. Ток маленький, а сопротивление огромное. А выделяемая мощность, которая в конце концов превращается в тепло, равна ТОК в квадрате умножить на СОПРОТИВЛЕНИЕ. Посчитаем.
10 в минус 12-й умножить на 100 мегаом, т.е. 10 в 8-й. Получается десятитысячная Ватта. Вобщем, порядок величины ясен.
Всякий видел, как взрываются электролитические конденсаторы, будучи подключенными шиворот на выворот. Ясно почему? Ток в цепи большой, сопротивление конденсатора тоже, достаточно большое. но не мегаомы улыбка , выделяется большая мощность, конденсатор нагревается, и... Желающий поэкспериментировать может легко определить порядок величин тока в цепи и сопротивления. улыбка Тот же фокус получается при превышении рабочего напряжения конденсатора. Конденсаторы хороших производителей спокойно выдерживают напряжение, процентов на 20 больше написанного. Конденсаторы плохих производителей выходят из строя и при напряжениях, меньше указанных на корпусе.
Это все присказка. В следующем рассказе, если будут заинтересованные, перейдём к вопросу, почему греются конденсаторы в импульсных блоках питаня, например DVD, SAT Receiver и т.д. улыбка
gennadij 
Завсегдатай
Сообщения: 679
 
Сообщение #2 от 16/07/2007 09:24 цитата  

ILYA писал:
перейдём к вопросу, почему греются конденсаторы в импульсных блоках питаня, например DVD, SAT Receiver и т.д.

Уточните, Вы знаете или пытаетесь сами искренне разобраться в этом вопросе?
-20 dB 
Фанат форума
Сообщения: 7673
-20 dB
 
Сообщение #3 от 16/07/2007 23:10 цитата  

ILYA, Эта тема уже поднималась, где-то в ремонте мониторов, или TV... и, по-моему, ещё не закрыта. Может, перенесёшь пост туда?
ILYA 
Передовик
Сообщения: 2212
 
Сообщение #4 от 17/07/2007 07:25 цитата  

Итак, перейдём к импульсному источнику питаня, DVD например. Для начала, приведу осцилограмму. Внизу - ток по конденсатору, вверху - пульсации питающего напряжения. Какие выводы можно сделать, глядя на неё? подмигивание




gennadij 
Завсегдатай
Сообщения: 679
 
Сообщение #5 от 17/07/2007 11:00 цитата  

Вначале изложите, что видите Вы подмигивание ?
AngelX 
Бывалый
Сообщения: 39
 
Сообщение #6 от 17/07/2007 12:42 цитата  

все выше сказанное устраняется добавлением в цепь дроселя и керамики. Литы большой эмкости отродясь нетерпят ВЧ подмигивание
ILYA 
Передовик
Сообщения: 2212
 
Сообщение #7 от 17/07/2007 13:37 цитата  

gennadij, Я изложу, позднее. Как время будет.AngelX, общие соображения не в счёт. Что устраняется? Не нагрев ли? подмигивание
AngelX 
Бывалый
Сообщения: 39
 
Сообщение #8 от 17/07/2007 15:04 цитата  

он самый!
RUZIK40 
Фанат форума
Сообщения: 3817
 
Сообщение #9 от 17/07/2007 17:51 цитата  

Интересует метод измерения тока "по конденсатору", на шкале CH1 вижу 224mV. Ставилось ли что-то паралельно конденсатору для косвеного измерения тока?
С выводами повременю до оглашения метода.
~50 kHz
ILYA 
Передовик
Сообщения: 2212
 
Сообщение #10 от 17/07/2007 17:55 цитата  

Итак, глядя на осцилограмму, сразу можно сказать, что для пульсаций этого блока питания конденсатор является активной нагрузкой. Ток в цепи конденсатора замерялся на резисторе 0.02 Ома. Сразу скажу, что измеренная величина ESR конденсатора, составила 0.03 Ома. С учетом точности примененённого измерителя ESR можно сказать, что величина ESR находится в пределах 0.02-0.04 Ома. Прикинем, какое напряжение пульсаций приложено к конденсатору в рабочем режиме. Из осцилограммы
видно, что на конденсаторе размах напряжения 100мВ, а на резисторе-около 35-и мВ. Колебательную часть, пока, игнорируем. Отсюда следует, что сопротивление конденсатора, т.е. ESR равно 2/35 - 0.02 = 0.037 Ома. Цифра приблизительная, но уж больно совпадающая с измеренным значением ESR. Так что, можно предположить, что мы идем правильным путём. подмигивание

Продолжим позже.
RUZIK40 
Фанат форума
Сообщения: 3817
 
Сообщение #11 от 17/07/2007 18:08 цитата  

Пульсации измерялись на самом конденсаторе, или на спарке конденсатор+резистор?
ILYA 
Передовик
Сообщения: 2212
 
Сообщение #12 от 17/07/2007 18:20 цитата  

RUZIK40 писал:
Пульсации измерялись на самом конденсаторе, или на спарке конденсатор+резистор?

На спарке. Предвосхищаю вопрос. При замыкании резистора величина пульсаций не изменялась.
-20 dB 
Фанат форума
Сообщения: 7673
-20 dB
 
Сообщение #13 от 17/07/2007 18:34 цитата  

RUZIK40 писал:
Ставилось ли что-то паралельно конденсатору для косвеного измерения тока?

Для измерения тока - последовательно. улыбка

ILYA, не знаю (видимо упустил), что тебя так завело, но твоё надменное отношение к коллегам задело и меня лично. Просто здесь в основном практика ремонта, эмпирические выводы. За теорией - на http://kazus.ru/
ILYA писал:
Ну, вот и тест. Там, на том форуме, умом и умением, мягко говоря, не блещут. Но фантазируют, хоть. А здесь - полный отстой.
Грустно, девушки. И клоуны здесь не ахти. Швах, и всё тут.

из: http://monitor.espec.ws/section18/topic88456.html
но вот все объяснения одного из клоунов, пасущихся в данном форуме - одним постом, причём - весьма популярно, ибо не все тут имеют высшее и специальное образование, многие - простые самоучки (как я - простой слесарь КИПиА, образование - 4 кл + коридор), но, поверь, работе это не мешает. Итак, без формул и лишней теории, чисто эмпирически:

AngelX писал:
он самый!

В том числе. Если уж очень "достала" теория, стоит нарисовать эквивалентную схему конденсатора. Прежде всего, кроме ёмкости, конденсатор (особливо оксидный-ляминовый, фольгою мотаный) имеет "встроенные" последовательно с этой самой ёмкостью включенные паразитные индуктивность (Lпсл) и сопротивление (Rпсл), + параллельное сопротивление, определяющее ток утечки (Rпрл), влияние которого уже описано выше г. ILYA Lipavsky. Однако, в докладе вышеуказанного товарища, мягко говоря, "упущены", точнее, отложены "на потом" некоторые особенности работы конденсатора в импульсном режиме - кстати, эти самые особенности прекрасно видны на прилагаемой осциллограмме. Постараюсь попопулярнее - без формул. Рассмотрим работу сложного агрегата под тривиальным названием "конденсатор оксидный" с момента зарядки предыдущим импульсом выходного напряжения обратноходового импульсного преобразователя.
а) начинается разрядка конденсатора через Rпрл и цепь RпслLпслRнагр, с соответствующим нагревом паразитных компонентов;
б) при поступлении нового фронта импульса напряжения продолжается прохождение тока через Rпрл, и начинается зарядка емкости C постоянным током через цепь RпслLпсл, опять таки - с нагревом последних. Мало того, высокая крутизна фронта зарядного тока создаёт условия для подвозбуждения последовательной колебательной цепи CLпсл (затухающие колебания на осциллограмме), нагруженной в этом режиме на цепь RпслRнагр, причём, т. к. Rнагр от этих выбросов обычно защищена введёнными внешними блокировочными безындукционными конденсаторами Cбл, замыкающими через себя цепь протекания переменного тока ("выбросов" напряжения), колебательная цепь CLпсл оказывается нагруженной только на Rпсл, дополнительно активно нагревая последний.
в) с приходом следующего импульса всё повторяется, из чего непосредственно следует, шо количество выделяемой паразитными элементами теплоты прямо пропорционально частоте преобразования используемого обратноходового ИИП (а все вышеуказанные ИИП относятся именно к этой категории).

Таким образом, предупреждая дальнейшие "наводки" г. ILYA, предложения по снижению нагрева конденсаторов электролитических фильтрующих вторичных источников питания обратноходовых преобразователей напряжения:
а) снижение "номиналов" паразитных элементов LпслRпсл и увеличение Rпрл (уменьшение тока утечки) с целью уменьшения выделяемой на них мощности (умышленно, дабы не вводить малопонятные для многих формулы, опускаю специфические термины "добротность конденсатора" и "эквивалентное сопротивление (ЭПС) конденсатора").
б) увеличение времени атаки импульса зарядного напряжения с целью уменьшения "удара" на цепь CLпсл, и, соответственно, величины и времени затухания возникающих "ответных" колебаний (высокочастотных "выбросов" на осциллограмме). Достигается сие введением последовательно выпрямительному диоду зарядной цепи внешнего дросселя, образующего с конденсатором фильтра интегрирующую цепь с tинт=... простите, обещал без формул. Таковой дроссель зачастую представляет собой кусок провода с надетой на него ферритовой трубкой, но его роль могут выполнять и собственно лапки диода с такими-же трубками.
в) уменьшение Lпсл, с теми же целями. Решается проблема заменой "мотаных" из фольги оксидных конденсаторов практически безындукционными оксидно-полупроводниковыми или танталовыми - "таблеточными". К тому-же, уменьшение паразитной индуктивности позволяет увеличить эффективную мгновенную ёмкость конденсатора (уменьшить время реакции конденсатора на ударные возбуждения), что позволяет, в т.ч. уменьшить номинальную емкость конденсатора фильтра... ну, навскидку - раз в 5. Недостатком указанного способа решения проблемы является дороговизна подобных конденсаторов, но - чисто DeBill'ьно, проблема решается путём "перехвата" подобных изделий у вандалов, выдирающих их из приборов КИПиА, перед точками приёма драгметаллов (обязательно соблюдение правил техники безопасности, желательно владение какими-либо видами единоборств).

Таки, убедил, что даже без углублённого изучения теории можно быть всё-таки не полным ДеБилом?
RUZIK40 
Фанат форума
Сообщения: 3817
 
Сообщение #14 от 17/07/2007 18:52 цитата  

DeBill писал:
RUZIK40 писал:
Ставилось ли что-то паралельно конденсатору для косвеного измерения тока?

Для измерения тока - последовательно. улыбка

DeBill , согласен, каюсь. улыбка Жара..., полное размягчение мозгов, имел в виду одно, а написал другое.
ILYA 
Передовик
Сообщения: 2212
 
Сообщение #15 от 17/07/2007 19:01 цитата  

Полным или не полным, не знаю. Слишком много слов. Не асилил. Могу только заметить, что для того, чтобы рассмотреть нагрев, не надобно, как мне кажется. разбивать процесс на циклы. Кроме того, мне не понятно как-то, каким таким образом разогреваются индуктивности, г.DeBill. Мне не понятно совсем, как можно было не заметить моих слов, что согласно осцилограмме, конденсатор представляет собой активную нагрузку. Потрудитесь, г.DeBill прикинуть выделяющуюся на конденсаторе(это физический объект, не ёмкость) мощность, а потом и поговорим, если захотите. Только не про атаки, это про Котовского или Чапая. Больше не пишу, а то будет трудно асилить.

ДОБАВЛЕНО 17/07/2007 20:16

Дочитал. Г.DeBill, вы сами видели, как снижается температура конденсатора от наличия ферритовых бусинок? Вы сами не видели взрывающихся таналовых конденсаторов? Или это всё со слов старушек на скамейке? Или проверьте, с подтверждением измерениями, или не говорите.
-20 dB 
Фанат форума
Сообщения: 7673
-20 dB
 
Сообщение #16 от 17/07/2007 19:20 цитата  

ILYA, http://monitor.espec.ws/section3/topic86574.html - обещанная ранее ссылка.
ILYA писал:
чтобы рассмотреть нагрев, не надобно, как мне кажется. разбивать процесс на циклы

при ближайшем рассмотрении - возможно, и не надо было. Это для понимания физики процесса. В конце концов, источники потерь в обоих случаях одни и те-же. Причины разные. Насчёт
ILYA писал:
мне не понятно как-то, каким таким образом разогреваются индуктивности
это, вероятно, отсюда:
DeBill писал:
начинается разрядка конденсатора через Rпрл и цепь RпслLпслRнагр, с соответствующим нагревом паразитных компонентов
Спасибо за конструктивную критику. Вообще-то, здесь и далее, имелось в виду выделение тепла на паразитных сопротивлениях. Во избежание дальнейшей возможной неконструктивной критики напомню, что все паразитные элементы являются виртуальными и распределёнными, поэтому греется, всё-таки, конденсатор... За мелкие ляпы и Арфаграфические Ашипки просьба не чипляться - трудно править посты такого объёма в окне правки, а набрать в Блокноте как-то не догадался.
Кстати, "атака" - устоявшееся определение переднего фронта импульса, в отличие от "спада" - заднего фронта.
ILYA 
Передовик
Сообщения: 2212
 
Сообщение #17 от 17/07/2007 19:30 цитата  

Почитал ссылку. Лучше было бы, если бы её(ссылку) сослали в Сибирь. Такой же около сантехнический бред, как и на мониторе.нет. Почему такая вера гомо советикус в написанное. Измеряют конденсаторы градусами, названиями производителей, габаритами(хотя, доля истины здесь имеется) и т. п. Швах!
Господин практик, ответьте на вопрос. В вышеозначенном DVD греется конденсатор, али нет? Он там 680мкФ на 16 вольт. Маленький, совсем.
-20 dB 
Фанат форума
Сообщения: 7673
-20 dB
 
Сообщение #18 от 17/07/2007 19:34 цитата  

ILYA писал:
сами не видели взрывающихся таналовых конденсаторов

Сам взрывал. При переполюсовке. Скорее всего, взорвутся и при превышении напряжения. Пробовать будем?
Значение "бусинок" (кстати, не всегда эти дроссели полувитковые - пример БП ATX компов) - описано в основных выкладках. Насчёт формул - ссылку уже давал, теория - там.
ILYA 
Передовик
Сообщения: 2212
 
Сообщение #19 от 17/07/2007 19:45 цитата  

ILYA писал:
Господин практик, ответьте на вопрос. В вышеозначенном DVD греется конденсатор, али нет? Он там 680мкФ на 16 вольт. Маленький, совсем.
Это второй дубль. Все данные имеются.
-20 dB 
Фанат форума
Сообщения: 7673
-20 dB
 
Сообщение #20 от 17/07/2007 19:51 цитата  

То-же касается и
ILYA писал:
В вышеозначенном DVD греется конденсатор, али нет? Он там 680мкФ на 16 вольт.
, но, судя по нижней осциллограмме с учётом ESR =0,03 Ом и U пит =15В на 50кГц, на вскидку даю градусов 30, хотя, если учесть, что "совсем маленький", стало быть, потери в локальном объёме, а теплоизлучающая поверхность невелика, накину до 45. Может, после уточнения термина "Маленький, совсем", обложившись формулами по теплообмену, через неделю сказал бы точнее, но роскошь такая для меня непозволительна - таки, и отдыхать после работы надо.

ДОБАВЛЕНО 17/07/2007 22:53 PM

ILYA писал:
Это второй дубль
На первый дайте ответить смех

Перейти: 
Следующая тема · Предыдущая тема
На страницу 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8  След.
Показать/скрыть Ваши права в разделе

Интересное от ESpec


Другие темы раздела Электроника от А до Я



liveinternet.ru RadioTOP Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru