Диагностика причины выхода из строя электролитического конденсатора

Я надеюсь, что кто-нибудь может помочь мне диагностировать причину выхода из строя электролитических конденсаторов в цепи. Контекст представляет собой схему зарядного устройства, а точнее его блок питания:

Дан диодный мостовой выпрямитель, подключенный одним набором клемм к сети через схему фильтра, а с другой стороны — с двумя последовательно соединенными электролитическими конденсаторами. Параллельно каждому конденсатору установлены два разрядных резистора. (И, конечно же, фактическая потребительская схема.)

Проблема в том, что взрывается один из двух последовательно соединенных конденсаторов, подключенный к выводу - диодного моста. Эта неисправность возникает из-за того, что устройство подвергалось прерывистому питанию переменным током: нестабильная частота, возможно, повышенное и пониженное напряжение.

Мне интересно, где искать проблему:

  1. диодный мост? - Я немного поиграл со спайсом, и единственный способ изменить полярность на одном из конденсаторов - предположить, что два диода закорочены, а два других стали изоляторами. Это не кажется очень вероятным режимом отказа ...
  2. неисправность цепи после блока питания? - Есть намек на то, что искать? Потребительская схема нетривиальна...

Конденсаторы, о которых идет речь, были 200 В постоянного тока, 1000 мкФ для устройства, которое можно было подключить к 230 В переменного тока. Заменил оба после первого отказа, воткнул и тут же снова взорвался тот же самый конденсатор.

К сожалению, на данный момент у меня нет доступа к осциллографу, а только к цифровому мультиметру.

Большое спасибо!

Изменить 1

Я внимательно посмотрел на печатную плату и получил следующую частичную схему. Главный трансформатор находится в верхнем левом углу. Микросхема PWM IC и т. д. подключены к подвесному MOSFET в нижней части схемы.

TRIAC является частью STR 81145, который автоматически переключается в режим удвоения напряжения, если на входе 115 В. (Он также получает питание от положительной шины.)

После удаления рассматриваемых конденсаторов C7 и C8 сопротивление положительной и отрицательной шин становится равным 50 кОм, установленным делителем напряжения.

Частичная схема

Знаешь, некоторые электролиты просто идут, когда хотят.
Да, но сразу после замены это далеко не совпадение... ИМХО, это явно неисправность схемы.
230 В переменного тока или 110 В переменного тока? Я видел, как удвоитель пытался работать на 230 В переменного тока :-) !!!! Пытаться!.
@RussellMcMahon Если удвоитель сработает, я смогу измерить 460 В среднеквадратичного значения между положительной и отрицательной шиной, верно? Если это так, то это должно быть достаточно легко проверить...

Ответы (3)

230 В переменного тока колеблется между +230 В и -230 В RMS, но это означает, что он достигает +/- 325 В от пика до пика. С выпрямителем это напряжение между 0 и 325 В, которого достаточно разделить на два конденсатора по 200 В, за исключением того, что конденсаторы должны быть идеально согласованы, чтобы это было правдой.

Если есть отличия в изготовлении, то ESR конденсаторов будет немного отличаться, и один увидит большее напряжение, чем другой.

Кроме того, для конденсатора может быть максимальная сила тока, и, учитывая, что конденсатор сродни короткому замыканию, когда он пуст, вы можете получить слишком большой импульсный ток (проверьте номинал пульсаций тока в паспорте конденсатора).

Спасибо, Джон, конденсаторы изначально были идентичными. Я заменил их обоих на одну и ту же модель, когда один взорвался. Кроме того, учитывая делитель напряжения, подключенный параллельно конденсаторам, напряжение на каждом конденсаторе должно быть только 325 В/2, не так ли?
Действие делителя напряжения зависит от эффективного ESR конденсаторов. При простом заряде конденсаторы имеют очень низкий импеданс и в основном закорачивают делитель напряжения. Я знаю, что конденсаторы на 400 В больше и дороже, но вы должны попробовать с парой таких. Кроме того, вы можете захотеть подключить осциллограф к каждому из конденсаторов при включении схемы и зафиксировать/измерить фактическое напряжение, которое она развивает.
Разница в СОЭ, кажется, действительно была проблемой. Похоже, у устройства не было большого инженерного запаса. Большое спасибо.

Два последовательно соединенных конденсатора, вероятно, рассчитаны на более низкое напряжение, чем то, которое на самом деле выдает блок питания. В этом случае, если один из конденсаторов закоротит или что-то в этом роде, другой увидит полное напряжение питания и взорвется.

Замените оба конденсатора на те, которые рассчитаны на более полное напряжение питания, при условии, что в устройстве достаточно места.

Рассматриваемые конденсаторы являются частью блока питания. Они были 200 В постоянного тока 1000 мкФ для устройства, которое можно было подключить к 230 В переменного тока. Заменил оба после первого отказа, воткнул и тут же снова взорвался тот же самый конденсатор. Я не думаю, что они оценены слишком низко: ведь устройство хорошо работало годами.
@ArikRaffaelFunke Возможно, один из резисторов неисправен (закорочен или разомкнут), что также приводит к тому, что конденсатор видит полное напряжение (около 320 В для сети 220 В). Подключен ли "центральный кран" куда-нибудь? Если это так, то половина остальной цепи может быть закорочена. Если это не так, проверьте резисторы.
Pentium100, резисторы вроде в порядке. Я измеряю 100k от рельса до рельса и 50k между центральным отводом и обоими рельсами. - Центральный кран имеет несколько соединений. См. обновленный вопрос с частичной схемой.
Я согласен с @Pentium100. Если вы замените оба конденсатора на детали, рассчитанные на 450 В, вы, по крайней мере, получите возможность провести некоторые измерения, прежде чем они взорвутся!

Вполне вероятно, что центральная точка двух конденсаторов подключена к соответствующему оборудованию и что эта центральная точка подключена к положительной шине из-за неисправности - возможно, из-за короткого замыкания переключающего транзистора или диода - см. ниже.

Вы не говорите, что подключено к конденсаторам, но обычно такая схема представляет собой мостовую схему, в которой конденсаторы образуют одну «ветвь» моста с центральным отводом, а два транзистора образуют другую «ветвь» с нагрузкой, подключенной между двумя мостами. ноги. Ищите два больших транзистора, возможно, МОП-транзисторы, возможно, на радиаторе и, возможно, той же модели / номера детали. Тот, который подключается к плюсу, вполне возможно, будет коротким замыканием. Обратите также внимание на возможность обратного диода, как описано ниже.

На приведенной ниже диаграмме схематически показано общее устройство - здесь, если Q1 будет закорочен, это разрушит C2.

введите описание изображения здесь

Диаграмма ниже функционально такая же, но более сложная и больше похожа на то, что вы увидите на практике. Опять же, Q1 замкнут накоротко, это, вероятно, разрушит C2, НО диаграмме сложнее следовать - проследите путь от + ve через Q1, а затем к C2. Замыкание обратного диода на Q1 приведет к тому же результату.

введите описание изображения здесь

Обе схемы отсюда

Спасибо, Рассел, это действительно помогло. Мой дизайн немного сложнее, но, кажется, следует тому же принципу. (См. Частичную схему в обновленном вопросе.) Если (в ваших схемах) Q1 закоротил, смогу ли я измерить короткое замыкание с помощью мультиметра? Я получаю только значение одной ножки делителя напряжения, подключенного параллельно конденсаторам.
Сложный. Может быть что-то, что сильно напрягает транзистор драйвера. Может потребоваться некоторое напряжение, чтобы заставить его проводить. Может где-то еще :-). Это руководство, но, увы, ошибки могут скрываться практически в любом месте. Он показывает примерно, где искать, если это та же самая крышка, которая всегда находится под напряжением. Так что сравнение двух половин драйвера может помочь. Они не будут на 100% симметричными, но обычно близки.
Привет Рассел, спасибо за всю вашу помощь до сих пор. Я думаю, что я постепенно кое-что получаю ... Последний вопрос относительно вашего первоначального ответа: если Q1 или D1 закорочены, как C2 подключен к положительной шине? Центральный отвод транзисторов изолирован конденсатором (последовательно с трансформатором) от центрального отвода конденсаторов, не так ли? - Может быть, я немного медленно соображаю...
Диагностика причины выхода из строя электролитического конденсатора
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v