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SVG调试中滤波电容损坏原因分析 作者：胡俊峰 部门：生产工程部 职位：调试员 1、滤波电容的分类 滤波电容主要有低频和高频两种。低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。 2、电容器的失效模式 电容器的常见失效模式有：击穿、开路、电参数变化（包括电容量超差、损耗角正切值增大、绝缘性能下降或漏电流上下班升等）、漏液、引线腐蚀或断裂、绝缘子破裂或表面飞弧等。引起电容器失效的原因是多种多样的。各类电容器的材料、结构、制造工艺、性能和使用环境各不相同，失效机理也各不一样。 3、SY CJ40-2的介绍及调试中电容损坏分析 CJ40-2型立式密封金属化纸介电容产品介绍特征与用途立式矩形金属外壳，全密封结构。在电容器纸上蒸发金属化层作电极。有良好的自愈特性，电性能稳定可靠。用于无线电通讯设备或各种电子设备的直流或脉动电路中。技术与性能指标详细规范：GB4875.4-85气候类别：55/070/21电容量允许偏差：5%;10%;20%损耗角正切：0.015耐电压：1.5UR额定电压范围：160V 1600V标称电容量范围：0.1F 33F SY CJ40-2是我们选取的滤波电容，CJ40-2是立式密封金属化纸介电容。前面介绍过电容的失效模式，下面主要分析金属化纸介电容的失效模式。 金属化纸介电容器的极板是真空蒸发在电容器纸表面的金属膜 A、电参数恶化失效 “ 自愈”是金属化电容器的一个独特优点，自愈虽能避免电容器立即因介质短路而击穿即在介质击穿时击穿点能像伤口愈合一线瞬时恢复绝缘性能。由于具有这种宝贵的自愈性能，金属化电容器能采用极薄的单层薄膜介质。这样电容器就能采用很高的工作电场强度，因而电容器的体积和重量都大大减小。但自愈是有一定限度的在某些场合下，自愈性能的丧失就会导致电容器的故障。但自愈过程颇为复杂，自愈部位肯定会出现金属微粒迁移与介质材料受热裂解的现象。电容器纸由纤维组成，纤维素是碳水化合物类的高分子物质。在高温下电容器纤维素解成游离状态的碳原子或碳离子，使自愈部位表面导电能力增加，导致电容器电阻下降、损耗增大与电容减小。严重时可使电容器因电参数恶化程度超过技术条件许可范围而失效。 金属化纸介电容器在低于额定工作电压的条件下工作时，自愈能量不足，电容器纸中存在的导电杂质在电场作用于下形成低阻通路，也可导致电容器绝缘电阻降低和损耗增大。我们的产品都是低压设备，金属化纸介电容器自愈能力显然不足。在实际调试过程中电容损坏表现的鼓肚，笔者认为是产品工作电压（400*1.414V）远低于电容器额定电压（1200V）。 电容器纸是多孔性的极性有机介质材料，极易吸收潮气。电容器芯子虽浸渍处理，但如果工艺不当或浸渍不纯，或在电场作用下工作相当时间后产生浸渍老化现象，则电容器的绝缘电阻将因此降低，损耗也将因此增大。 电容量超差失效产金属化纸介电容器的一种失效形式。在高温条件下储存时金属化纸介电容器可能因电容量增加过多而失效，在高温条件下加电压工作时又可能因电容量减少过多而失效。高温储存时半密封型金属化纸介电容器免不了吸潮，水是强极性物质，其介电常数接近浸渍电容器介电常数的20倍。因此，少量潮气侵入电容器芯子，也会引起电容量显著增大。烘烤去湿后电容呈会有所下降。如果电容器在高温环境中工作，则水分和电场的共同作用会使金属膜电极产生电解性腐蚀，使极板有效面积减小与极板电阻增大，导致电容量大幅度下降。如果引线与金属膜层接触部位产生腐蚀，则接触电阻增大，电容器的有效电容量将更进一步减小。个别电容器的电容量可降到接近于开路的程度。 金属化纸介电容器对空气湿度有严格的要求，我们的在*的SVG产品是放在地下室，比较潮湿，可能会使电容容量增加。电容电流计算公式：i=C*=C*=32uf*400*1.414*314*cost=5.8*cost有效值I=5.8/1.414=4.1A 如果电容容值增加，滤波电流也会跟着增加。笔者认为在*的SVG上的滤波电容上的导线出现烧化而导致短路，可能跟空气湿度有关。B 调试中IGBT烧坏及滤波电容烧坏原因分析 在最近几个月的调试过程中有几次IGBT烧坏并连带的滤波电容烧坏的现象。笔者认为IGBT 可能由于驱动板的原因造成IGBT直通导致短路，会出现很大的电流，这个大电流就加在电抗器上，电抗器的感应电压U=L*，在IGBT 、熔断器烧坏的瞬间，电抗器会感应出比较大的电压通过IGBT内部的二极管与滤波电容构成回路，电抗的感应电动势就加在电容两端，感应电动势瞬间大于电容的额定电压，使电容击穿损坏。4 、电容CJ40与CJ48比较 CJ48型交流密封金属化纸介电容器 特征与用途 1）金属外壳，全密封结构。 2）在电容器纸上蒸发金属化层作电极，浸优质浸渍料，长期贮存性能稳定。 3）有良好的自愈特性，长期使用工作可靠。 4）用于工频交流或直流电路中。 主要的区别在于CJ40用于无线电通讯设备或各种电子设备的直流或脉动电路中；CJ48用于工频交流或直流电路中。一般会误认为用CJ48比较好。但SPWM的开关频率是5K