反激式電源適配器失效問題的分析

早期失效問題的分析

反激式6V電源適配器的失效中,有很大的比例是輸出整流濾波電容器的早期失效?究其原因主要有:電容器來路不明?電容器額定電流明顯小于實際電流?流過電解電容器的實際有效值電流明顯高于預(yù)期電流值以及水合反應(yīng)?

1.電源適配器電容器來路不明

電容器來路不明是導(dǎo)致電解電容器失效的最主要問題?原因很簡單,電子市場的電解電容器有的就是電解電容器制造商的下線產(chǎn)品,最主要問題就是漏電流過大,最終結(jié)果就是電源適配器電解電容器的壽命明顯縮短?

來路不明的電解電容器還可能是非正規(guī)電解電容器制造商制造的,有的甚至沒有出廠前高溫老化,在用戶手里由于是直接上電,修補制造過程所產(chǎn)生的缺陷如果沒有限流電阻會產(chǎn)生很高電流和很高的熱量,最終導(dǎo)致電解電容器的“爆漿”?

來路不明的電解電容器還可能是拆機電容器,甚至?xí)匦绿啄?把較低額定電壓改成較高額定電壓產(chǎn)品?這就會導(dǎo)致電解電容器的早期失效?

2.電容量選擇過低

有的低檔反激式電源適配器為降低成本而選擇低電容量的輸出整流濾波電容器?

個實際案例:某5V/1A輸出的反激式電源適配器,輸出整流濾波電容器選擇了330F/16V的電解電容器,導(dǎo)致了早期失效,電源制造商認(rèn)為是電解電容器的問題,通過查找國內(nèi)外最新的電解電容器數(shù)據(jù),均表明,這個電容量和額定電壓下的電解電容器的額定紋波電流僅僅為500-600mA,而實際電流可定會超過1200mA,明顯超過額定電流,必然導(dǎo)致電容器早期失效?

3.電容器額定電流明顯小于實際電流

如果電源適配器變壓器設(shè)計不合理,會導(dǎo)致輸出整流濾波電容器的紋波電流高于預(yù)期電流,使得電容器工作在過電流狀態(tài),從而導(dǎo)致早期失效?

4.水合反應(yīng)

由于降低電解電容器ESR最簡單也是最便宜的辦法就是提高電解液的含水率,而提高含水率在高溫條件下會加劇電解電容器的“水合反應(yīng)”使得電解電容器壽命縮短,甚至?xí)?dǎo)致電解電容器的早期失效?

為了防止長低ESR壽命電解電容器的“水合反應(yīng)”,電解電容器制造商曾不遺余力地想出各種抗“水合反應(yīng)”的方法,如添加抗“水合反應(yīng)”添加劑等措施,如果抗“水合反應(yīng)”添加劑純度不夠,就會出現(xiàn)因“水合反應(yīng)”的早期失效?不僅如此,高含水率電解液電容器制造工藝要求嚴(yán)格,稍有偏差就會導(dǎo)致產(chǎn)品的早期失效,因此電解電容器制造竭力避免用高含水率的長壽命?高溫的電解電容器,而改用含水率低或不含水的電商也在解液?

避免因“水合反應(yīng)”導(dǎo)致的早期失效最好的辦法就是避免電解電容器工作在高溫狀態(tài)和盡量不用高含水率電解電容器?

不要奢望溫度折算系數(shù)和頻率折算系數(shù)來提高電解電容器的工作電流

為了降低電源適配器成本,有時會想到電解電容器的溫度補償系數(shù)和頻率補償系數(shù)來降低電容量和額定電流的需求?其實這是一個比較不切實際的想法?原因在于,首先,低ESR的額定紋波電流就是在100kH條件下的,根本沒有提升的余地;其次,試圖利用溫度補償系數(shù)來降低電容器的額定紋波電流,所導(dǎo)致的結(jié)果就是壽命相應(yīng)的縮短,這是沒有爭議的?

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