1. 電容器作用和使用方法
電容器的作用
作為無源元件之一的電容,其作用不外乎以下幾種:
1、應用於電源電路,實現旁路、去藕、濾波和儲能的作用。下面分類詳述之:
1)旁路
旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件,它能使穩壓器的輸出均勻化,降低負載需求。 就像小型可充電電池樣,旁路電容能夠被充電,並向器件進行放電。 為盡量減少阻抗,旁路電容要盡量靠近負載器件的供電電源管腳和地 管腳。 這能夠很好地防止輸入值過大而導致的地電位抬高和雜訊。地彈是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降。
2)去藕
去藕,又稱解藕。 從電路來說, 總是可以區分為驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大, 驅動電路要把電容充電、放電, 才能完成信號的跳變,在上升沿比較陡峭的時候, 電流比較大, 這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流,由於電路中的電感,電阻(特別是晶元管腳上的電感,會產生反彈),這種電流相對於正常情況來說實際上就是一種雜訊,會影響前級的正常工作,這就是所謂的「耦合」。
去藕電容就是起到一個「電池」的作用,滿足驅動電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。將旁路電容和去藕電容結合起來將更容易理解。旁路電容實際也是去藕合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關雜訊高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小,根據諧振頻率一般取0.1μF、 0.01μF 等;而去耦合電容的容量一般較大,可能是10μF 或者更大,依據電路中分布參數、以及驅動電流的變化大小來確定。
旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象,而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象,防止干擾信號返回電源。這應該是他們的本質區別。
3)濾波
從理論上(即假設電容為純電容)說,電容越大,阻抗越小,通過的頻率也越高。但實際上超過1μF 的電容大多為電解電容,有很大的電感成份,所以頻率高後反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容並聯了一個小電 容,這時大電容通低頻,小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低,通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過,電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容(1000μF)濾低頻,小電容(20pF)濾高頻。曾有網友形象地將濾波電容比作「水塘」。由於電容的兩端電壓不會突變,由此可知,信號頻率越高則衰減越大,可很形象的說電容像個水塘,不會因幾滴水的加入或蒸發而引起水量的變化。它把電壓的變動轉化為電流的變化,頻率越高,峰值電流就越大,從而緩沖了電壓。濾波就是充電,放電的過程。
4)儲能
儲能型電容器通過整流器收集電荷,並將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。 電壓額定值為40~450VDC、電容值在220~150 000μF 之間的鋁電解電容器(如EPCOS 公司的 B43504 或B43505)是較為常用的。根據不同的電源要求,器件有時會採用串聯、並聯或其組合的形式, 對於功率級超過10KW 的電源,通常採用體積較大的罐形螺旋端子電容器。
電容器主要用途:
1.電容器用於存儲電量以便高速釋放。閃光燈用到的就是這一功能。大型激光器也使用此技術來獲得非常明亮的瞬時閃光效果。
2.電容器還可以消除脈動。如果傳導直流電壓的線路含有脈動或尖峰,大容量電容器可以通過吸收波峰和填充波谷來使電壓變得平穩。
3.電容器可以阻隔直流。如果將一個較小的電容器連接到電池上,則在電容器充電完成後(電容器容量較小時,瞬間即可完成充電過程),電池的兩極之間將不再有電流通過。然而,任何交流電流(AC)信號都可以暢通無阻地流過電容器。其原因是隨著交流電流的波動,電容器不斷地充放電,就好像交流電流在流動一樣。
4. 電容器與電感器一起使用,可構成振盪器。
舉一個現實生活中的例子,我們看到市售的整流電源在拔下 插頭後,上面的發光二極體還會繼續亮一會兒,然後逐漸熄滅,就是因為裡面的電容事先存儲了電能,然後釋放。當然這個電容原本是用作濾波的。至於電容濾波, 不知你有沒有用整流電源聽隨身聽的經歷,一般低質的電源由於廠家出於節約成本考慮使用了較小容量的濾波電容,造成耳機中有嗡嗡聲。這時可以在電源兩端並接 上一個較大容量的電解電容(1000μF,注意正極接正極),一般可以改善效果。發燒友製作HiFi音響,都要用至少1萬微法以上的電容器來濾波,濾波電容越大,輸出的電壓波形越接近直流,而且大電容的儲能作用,使得突發的大信號到來時,電路有足夠的能量轉換為強勁有力的音頻輸出。這時,大電容的作用有點像水庫,使得原來洶涌的水流平滑地輸出,並可以保證下游大量用水時的供應。
電子電路中,只有在電容器充電過程中,才有電流流過,充電過程結束後,電容器是不能通過直流電的,在電路中起著「隔直流」的作用。電路中,電容器常被用作耦 合、旁路、濾波等,都是利用它「通交流,隔直流」的特性。那麼交流電為什麼能夠通過電容器呢?我們先來看看交流電的特點。交流電不僅方嚮往復交變,它的大小也在按規律變化。電容器接在交流電源上,電容器連續地充電、放電,電路中就會流過與交流電變化規律一致的充電電流和放電電流。
電容器的選用涉及到很多問題。首先是耐壓的問題。加在一個電容器的兩端的電壓超過了它的額定電壓,電容器就會被擊穿損壞。一般電解電容的耐壓分檔為6.3V,10V,16V,25V,50V等。
2. 超聲波焊接機
超聲波焊機的工作原理
超聲波焊機的工作原理是:高頻信號通過振盪電路振盪,通過換能器轉換成機械能(即頻率超過人體聽閾的高頻機械振動能)耳朵)。能量通過焊接頭傳遞給塑料工件,每秒有幾十萬次振動和壓力,塑料工件的結合面在劇烈摩擦後融化。振動停止後保持在工件上的短期壓力使兩個焊接件以分子鏈的形式固化為一個。通常,焊接時間小於1秒,獲得的焊接強度與車身相當。超聲波塑料焊機可用於熱塑性塑料的對接焊接,也可用於鉚接、點焊、預埋、切割等加工工序。根據產品外觀設計模具的尺寸和形狀。圖書館超聲波塑料焊機由氣動傳動系統、控制系統、超聲波發生器、換能器、刀頭和機械裝置組成。
1.氣動傳動系統包括:過熱器、減壓閥、油霧、換向器、節流閥、氣缸等。運行時,行程氣缸由空氣壓縮機驅動,帶動超聲波換能器振動系統上下移動。中小功率超聲波焊接時,根據焊接需要設置功率氣壓。
2.控制系統由時間繼電器或集成電路定時器組成。主要功能如下:首先,在焊接過程中,控制氣動傳動系統在定時控制下打開氣路閥,對氣缸加壓,使焊頭下降,並以一定的壓力按壓被焊物體。焊接完成後,保持壓力一段時間,然後控制系統反轉氣路閥,使焊頭上升並復位;二是控制超聲波發生器的工作時間。該系統實現了整個焊接過程的自動化。在操作過程中,只需啟動按鈕產生觸發脈沖,即可自動完成整個焊接過程。整個控制系統的順序如下:電源啟動觸發控制信號氣動傳輸系統,氣缸加壓,焊頭下降並按壓焊接,觸發超聲波發生器工作,發射超聲波並保持一定的焊接時間,消除超聲波發射,持續保持一定的壓力時間,減壓,焊頭上升,焊接完成。
3.超聲波發生器
(1)為大功率超聲波焊接機。發電機信號採用鎖相頻率自動跟蹤電路,使發電機的輸出頻率與感測器的諧振頻率基本一致。
(2) 功率在500W以上的超聲波塑料焊機用發電機採用自激功率振盪器,並具有一定的頻率跟蹤能力。
4.超聲波焊機使用的聲學系統主要由換能器和工具頭組成。我電源打開時無顯示
原因:保險絲熔斷
解決方案:
1.檢查電源管是否短路。
2.更換保險絲
2、 超聲波檢測中無當前顯示}原因:
功率管燒毀
2.高壓電容器燒毀
3.繼電器控制電路中存在故障。解決方法:更換燒壞的零件
3、 聲波啟動試驗電流過大、過載的原因:
1.焊頭未鎖死或開裂
2.如果沒有焊頭且電流較大,則感測器或二次棒老化或開裂。
3.功率管的特性發生變化或燒壞
4.功率放大器電路故障。解決方案:更換相關部件
4、 焊接過程中電流過大和過載的原因:
1.高氣壓
2.焊頭過大,沖擊電流過大。
3.觸發壓力高,延遲時間長。
4.二次棒變比過高。解決方法:
1.降低空氣壓力
2.使用高功率型號
3.降低觸發壓力,縮短延遲時間。
4.更換低倍數二次棒
5、 觸發開關的焊接頭未掉落}原因:
緊急停止開關未復位
2.觸發開關不能同時觸發或其中一個接觸不良。
3.程序控制板有問題
解決方案:
1.復位緊急停止開關
2.檢測可同時觸發兩個觸發開關
3. SzS焊機電容與cBB電容有啥子不同
很多人認為CBB在電解液乾枯的問題上會與普通電解電容存在區別,也就是其在規定的條件下基本不會出現壽命的問題,但實際上並非如此。
在一次高頻焊接機的製作中,逆變板部分發出「啦、啦、啦」的異響,設計者認為是溫度過高熱脹冷縮引起的,並沒有懷疑過CBB電容出現問題,而後經過多次實驗,近距離的聽才發現是WIMACBB電容發出的聲音,而這個「啦、啦」聲就是典型的CBB放電自愈的聲音,清脆而頻繁。馬上對CBB電容做容量及耐壓測試,
4. 電容器使用
電容器在電路中的應用
第一節 概述
電容器的可靠性由固有可靠性和使用可靠性所構成,引起電容器不可靠的原因有設計、原材料、工藝製造以及選擇和使用等,電子組件可靠性的高低,取決於從研製、生產到使用的全過程的努力和配合。
當前,電容器使用可靠性不高的原因,分析如下:
(1)使用不當:
例如整機的使用條件遠比電容器的額定條件高,對電容器採用滿額使用,甚至超負荷使用。上述情況的產生,有時是由於電路設計人員或維護使用人員缺乏正確使用電容器的知識,或者缺少有關電容器使用的技術數據。有時是使用組件的實際環境條件不符合設計要求等。
(2)選擇不當:
軍用電子設備中採用了為消費類電子設備設計和生產的電子組件。這些組件所適應的環境條件、性能參數指針,在很大程度上遠低於軍用電子設備的工作條件和要求。
(3)採用了較多的非標准組件:
由於軍用電子設備的需要,在設備中採用了為數不少的、特殊的、應用稀少的和非標准組件,其供應和儲備很難保證有足夠的數量和達到應用的質量要求。
(4)整機設計人員、維護人員、器材供應人員缺乏對電子組件應用知識的了解。
例如對各類組件的特性,在電路中起的作用,其可靠性水平及在特寫的使用環境下,組件特性會產生的顯著變化等。
勿庸置疑,在設計軍用電子設備時,首先,必須解決選擇哪一種組件對該設備的具體應用最為恰當的問題。
在選擇電子組件時,應當嚴格遵循設備和組件的技術條件。在實施技術條件時,還應當清楚地知道,產品還缺少哪些必要的特性。
電路設計人員還應經常與組件製造廠的技術人員保持密切聯系,了解組件生產方面的經驗,並且能將對組件實際知識的了解和生產方面積累的經驗,應用到設計工作中去。
第二節 電容器在電路中的應用
1、電容器的類型
根據介質材料的性質,電容器可分為空氣電容器、無機介質電容器、有機介質電容器、電解電容器等幾大類。無線電電子設備中有低、中、高各種頻率的電路,不同頻率的電路對電容器有不同的要求。根據使用頻率,電容器的分類如表12-1所列。各類電容器的主要特點和應用范圍見表12-2、12-3。
2、電容器在直流電路中的應用
電容器的充放電過程中,不僅貯存或釋放能量,也可流過高頻或低頻的衰減振盪電流,或者是非振盪的衰減電流。下面扼要介紹利用貯存電荷放電的電容器在工業中的有關應用。
表12-1 電容器的分類表
表12-2 各類電容器主要特點
表12-3 各類電容器的應用范圍
在夏天打雷時,沖擊波傳輸給配電線以及變壓器和其它電氣設備時,會引起絕緣擊穿、燒毀設備的危險。為防止發生事故,必須使設備有經受瞬時高壓沖擊的性能。所以,對於與輸電線連接使用的設備,應視其電路電壓按下述標准值(圖12-1)對設備進行三次電壓沖擊試驗。該裝置中所使用的電容器,多數為高壓紙介電容器。
圖12-1 沖擊電壓的波形(標准波)
2.2 產生瞬間大電流:
用直流電壓譯電的電容器儲存的能量為: (焦耳),將充電電容器短路放電、即產生瞬間大電流,已廣泛應用於:
(1)為產生等離子,並研究這種現象的電源(在真空中將電能瞬時放電,在10000K0以上溫度下,研究這時產生的等離子現象)。
(2)為研究熱原子核熔融的電源(通過重氫內部的放電,使之熔融各種原子核、並研究產生的能量和產生中子的狀態)。
(3)為研究電弧放電及其它高溫狀態的電源(研究在空氣中切斷電源時產生數千度高溫下的各種現象)。
(4)沖擊波、紫外線或者微波發生電源(如雲層高度測量儀,利用電波從目標反射回來時的時間進行距離的測量。)
(5)放電型加工設備(加工超硬度材料時,將其作為側面電極進行放電,由此直接加工)。
(6)放電電磁成型設備(利用通過的沖擊磁束和電流產生的機械力成型)。
(7)爆發成型設備(利用在液體中放電時周圍產生的機械力成型)。
(8)儲放式X射線裝置,如醫用X射線透視裝置(利用電容器瞬間放電的性質)。
(9)儲能焊接機(利用放電電流將金屬小片點焊熔接)。
(10)閃光燈電源(汽車及照相機閃光燈)。
用在瞬間放電產生大電流的電容器,要既能承受大電流沖擊而又不受這種沖擊影響結構性能。使用時應重視電容器的最大放電電流用決定固有頻率的電感值的大小。一般採用紙介和有機薄膜電容器。
2.3 利用剩餘能量:
經常用較小功率的電容器充電儲能,當需要時,將該電能一舉放出進行工作,這就是交流切斷電容器的主要功能。一般用金屬化紙介電容器或無極性的電解電容器。
2.4 產生直流高壓:
在某些整流電路中,用電容器多級串接,可產生很高的直流電壓,如作為負荷電源比較小的電子掃描微鏡的電源,輸出電壓可達到100萬伏。常用的電容器為紙介電容器。
3、電容器在直流脈動電路中的應用:
如果電容器與含有交流萬分的直流電路並聯連接,交流成分將流過電容器,連接點的電壓近似干純直流。若將電容器與這種電路串聯連接,則直流電被切斷,交流成分例如電信號,可順利通過。一般對前者稱為濾波作用,後者稱為耦合作用。在各種電子設備中所有的電容器,大部份都起這兩種作用。
4、電容器在交流電路中的應用:
電容器的交流用途,除在電子設備中應用外,還用於電力及電氣設備。前者主要用於高頻的場合,後者主要用於民用頻率的范圍。
電容器在電子設備中的交流用途,調諧占據絕大的比例。例如,空中傳播的微弱信號電壓,採用LC串聯或並聯諧振放大電壓。此外,要使發射機的發射頻率,接收機的中頻頻率,或調頻功率設備中的使用頻率產生振盪,就要用用交流高頻電容器。
交流電容器的具體應用:
(1)在三相電路中組成星形和三角形連接。當所用電容器容量相同時,星形連接電路的無功功率僅為三角形連接電路的三分之一;
(2)利用電容器的電流與電壓間的相位特性,特其並聯到電感性電器的輸電線路上可改善線路的功率因素。
(3)電容器的串聯應用,可補償輸電線路中的電抗電壓降,提高電廠交聯運轉的穩定度,增加線路載流能力,減少由於大功率電器的沖擊電流對電壓穩定度的影響;
(4)移相用;
(5)濾波用(防止發生和混入干擾波);
(6)用於中頻換流器:隨著可控硅技術的發展,半導體電源用的中頻換流器用電容器,可用於電子計算機中頻電源的逆變線路,快速充電機的斬波器、逆變器中,亦可用於測量可控硅組件的電參數及變頻變壓電壓上升率的測試設備中。這類電容器多採用聚丙烯電容器。
5、高頻參數在電路設計中的應用
在近代電路設計中的一個特點是要求電容器具有低的阻抗。即要求電容器具有良好的阻抗-頻率特性。由於線路設計之需要,電容器的使用頻率范圍亦逐漸擴大。圖12-2為各類電容器的使用頻率范圍。圖12-3為極性電容量范圍、工作頻率和阻抗值之間的關系。圖12-4為非極性電容器的容量范圍,工作頻率和阻抗之間的關系。
電容器應在低於串聯諧振頻率下使用。若要在接近或高於串聯揩振頻率或在脈沖電路中使用時,應選擇引線電感最小的電容器;外引線應盡量短;也可選擇兩個以上電容器並聯使用(例如通常人們習慣在電解電容器的兩端並聯一個小電容器)。
穿心式電容器,包括穿心式LC復合濾波器,是一種特殊結構的電子組件,常用作低通濾波器,抑制高頻干擾。一般而言,電容器的工作頻率超過f0時,旁路效果會變差,甚至會使電容器由容抗變為感性而引起相位突變,有時會引起放大器的自激振盪,或引起脈沖電路波形失真。若與被旁路的電阻R相比,當滿足ωL《R時,則仍具有旁路效果,固有電感L越小,由帶寬越寬。
設計60MHz晶體管放大器,發射極的旁路電容採用CT4C-0.047uF時,電路易自激,改用CC4C-1000PF就較穩定。又如:DT-1向量電壓脈沖取樣探頭電容器為150PF,採用CC41C電容器,試驗表明,用尺寸較小(2*3)的比用尺寸較大(4*6)的頻向好,因為前者的固有電感小。再如:70MHz集中參數環行器採用40~120PF電容,結果表明,採用自諧振頻率高於80MHz且串聯諧振電阻較小的電容器,可使環行器插入損耗減小,且便於高度。
近幾年來,在發展較快的分布參數電路中(例如在微帶電路中),對電容器的設計和使用了提出了新的要求。為了避免固有電感對電容器高頻性能的不良影響,利用電容器引線或電極對地的分布電容Cs與其電感L諧振在所要求的特徵阻抗 ,使不利因素變為有利因素。
對於無外引線的多層陶瓷電容器CC41L和CT41L,應注意縮短或避免有害的連接線;並聯安裝時則採用圖12-5所示結構的電容器較適宜。例如C09-1-b和C09-2-b型邊界層瓷介電容器。它們特別適用於微波電路作高頻旁路用。微帶電容器適用於寬度相適應的微帶電路,若用一般集中參數的高頻電路,必須盡量將引線縮短。
高頻用的集中參數電容器的長度(1)應設計得短一些,W寬一些(或直徑大一些)。不應按通常習慣總是長度比寬度大。
總之,無論是電容器的設計師還是電路設計師,都必須熟悉電容器的高頻參數。這對於提高電容器的結構設計水平和合理地使用電容器,從而提高電子線路的設計水平都是簋有意義的。
6、降低電容器阻抗的途徑
6.1減小電容器的固有電感
固有電感是電容器的結構參數,它與電容器的內外引線尺寸、電極數目和匯流點的位置有關。因此固有電感是鑒定電容器高頻性能和向用戶提供電容器能正常使用的上限頻率所必須的。根據阻抗-頻率特性,可由下式求出電感;
6.1.1非極性介質電容器:
先測得f0後,由低頻電容量C0按式(12-1)求電感:
(12-1)
6.1.2園形截面外引線電感的計算:
(12-2)
常用資料見表12-4
6.1.3矩形截面薄帶導體電感的計算:
(12-3)
根據(12-2)式,電極體電感為:
內引線和外引線電感為:
總電感為:
計算結果,電極電感為總電感的15%以下,由此可見,所謂有機介質的無感繞法並不是無感的。內外引線的電感佔了大部份的比重。改變電容器引出線的長度會引起諧振頻率的變化。圖12-6為諧振頻率與引出線長度的關系。
6.2降低電容器的等效串聯電阻
電容器低頻等效電路如圖12-7所示。
根據圖12-7給出的公式可知,頻率較高時,R2主要取決於r,即主要與電極導體電阻,內外引線電阻和接觸電阻有關。介質損耗的影響通常較小。對容量較大的電容器,若原損耗較小,頻率高時,接觸電阻r對tgδ2的影響較大。例如C=0.022uF的電容器,在f=1kHz時,tgδ=1×10-3,若接觸電阻增大0.2Ω,則 ,可忽略,當C=0.47uF時,在同樣條件下, ,可見,0.47uF的電容器,由於接觸電阻增大0.2Ω,使損耗比原來增大59%。
電容器的等效串聯電阻與結構工藝有關。當結構一定時,等效串聯電阻主要取決於工藝因素。如有機電容器端頭用電噴鋅工藝比汽噴鋁工藝的接觸電阻小,因而串聯電阻也小。雲母電容器用鋁錫箔代替銅箔作電極引出頭時串聯電阻較小;端頭印銀代替打卡子,串聯電阻也較小;外引線粗的比細的串聯電阻小;某些包封材料高頻損耗太大,也會導致等效電阻的增加;多層陶瓷電容器通常比單層陶瓷電容器有較小的等效串聯電阻。因此等效串聯電阻這一參數能反映出製造工藝的質量。而測低頻下的損耗則反映不出接觸電阻的變化。因此,電容器的等效串聯電阻作為高頻參數,對高頻電路中的插入損耗,諧振電路的Q值或旁路電容的最大衰減有明顯的影響,所以整機系統在設計高頻電路時,應盡量選擇等效器聯電阻小的電容器。
第三節 電容器失效對電路工作的影響
在任何電子設備中,電容器的用量約占其它組件用量的四分之一。為了使電容器在電路中能正常地工作,僅有一些電容量值和電壓額定值數據是遠不夠的,還必須知道溫度、電流、頻率對電容器的絕緣電阻、擊穿電壓和其它主要性能的影響。
在所有電子設備的故障中,因電容器失效而引起的約佔七分之一。而所有電容器的失效中,有一半以上的失效是由於不適當的選擇和使用原因所造成。所以整機設計師對電容器在設備中工作保證能力的因素、安全因素、電容器受線路工作和環境條件的影響及其性能的改變、要有明確的概念。
1、電容器失效的主要原因
引起電容器失效的原因很多;如電流過荷、電壓過荷、頻率的影響、嚴重的介質漏電、容量漂移、介質吸收、高溫、壓力、濕度、沖擊與振動等。其中以嚴重的介質漏電、介質吸收、容量漂移,特別是介質吸收對電路的影響最大,也最使電路高度人員煩惱,甚至使用電路分析引入歧途。
1.1電流過荷:
在過渡過程中,如果脈沖的寬度和振幅很大、或由於開頭時或者組合電路或在組件發生故障時,在電容器與其它組件相連接的地方,會引起瞬間的電流驟增,而造成電絕緣強度破壞、電容量改變、密封性破壞。
1.2電壓過荷:
產生電壓過荷的原因,可能是由於設備預熱不當、轉換過程和突然切斷負荷而引起的超過電容器額定值的電壓瞬變現象。或由於在電介質內部存在著高電場梯度而產生內部電暈、電介質擊穿和絕緣電阻降低。
為安全起見,額定直流工作電壓至少應大於所期望的直流電壓20%,所施加的交流電壓不應超過適用於該頻率的和最大周圍溫度的交流電壓額定值。
1.3頻率的影響:
在超過設計頻率下使用電容器時,會發生工作不良和過熱現象。不是設計專供在高頻下工作的電容器,如果施加超高頻的脈沖,則電容器就會被擊穿。
很多種類的電容器有很大的固有電感;在實際應用中,它們常被小電容量的電容器分流。如果能保證最大的分流效應,最好是將大容量的電容器與小容量的電容器並聯使用,並使用環狀或交叉的、盡可能短的引線。
1.4高溫:
高溫是降低電容器可靠性的主要因素之一。過高的工作溫度,會導致絕緣電阻和抗電強度降低,電暈電壓下降,容量漂移,壽命減少,失效率增高。
一般而言,以極性介質製造的電容器具有較高的功率系數,因而易產生內部發熱,加速電容器損壞。
1.5壓力:
由於電容器的電容量和電極間的距離成反比。若電容器處殼硬度不夠,當受到壓力變化影響而發生變形時,會造成容量改變和密封性破壞,甚至使環境媒介直接作用在電容器上,使電性能進一步惡化。
1.6濕度:
高濕度除引起外部金屬銹蝕和促使黴菌生長外,還可能是電氣強度和絕緣電阻降低及電容量改變的原因。所有這些現象都將造成工作溫度升高和擊穿電壓降低。當有可靠性要求時,應採用密封型電容器。
2、電容器失效對電路工作的影響
2.1介質漏電對電路的影響
在電路中的,漏電失效占電容器失效的90%。鋁電解電容器的漏電比其它類型的電容器更普遍,隨著漏電流的增加,必然給電路的工作帶來影響。
多芯組電容器有時會在極間產生高阻抗漏電通道。當從電解電容器的一個極耦合到與另一個極有關聯的電路時,由於這個漏電通道經常具有高的電阻、而極間漏電只有在額定電壓時才會顯現出來。故在低壓測試時則發現不出問題所在。
例如:在電視接收機中,同一隻電容可以同時用於電源和垂直掃描電路,50Hz交流頻率和垂直掃描頻率通過一個共同的通道、致使人們很難將故障類型區別開來。圖12-8為由於順漏電引起垂直性惡化的電路圖。
2.2電容量變化對電路工作的影響
電容器的容量變化對振盪器迴路影響很大。如果在室溫下電路的頻率范圍正常,當電路置於箱內,於不同頻率下測試頻率漂移,測畢後從箱內取出,發現電路不能正常工作,電路變得不穩定,產生強烈的間歇振盪。檢驗證明,這是晶體管集電極和發射極之間電容器的容量超差引起的,若更換一個同規格的電容器,則電路又恢復正常。電容器容量變化可以是正變化也可以是負變化。出現正變化的原因,以薄膜電容器為例,是介質薄膜和極板之間存豐殘留空氣隙以及介質吸潮所致。
有些電容器如聚苯乙烯電容器可能出現容量負超差現象。這是由於引線和鋁箔極板點焊不牢或點焊接觸電阻過大而引起的。
2.3介質吸收引起的電路失效
電容器在充放電過程中,存在著時間滯後現象。在某些要求反應迅速的脈沖控制電路中,這種滯後可能導致整個電路功能的失效或得到錯誤的結果。
例如;在RC微分電路中(圖12-9)當輸入-矩形波時,若RC《Tk(脈沖寬度),對於一隻沒有介質吸收(或介質吸收很弱)的電容器可得到理想的尖脈沖信號見圖12-9(b)。但轉接一隻介質吸收明顯的電容器時,得到的輸出波形卻如圖12-9(c)所示。顯然,這時的RC電路就不再是微分電路而變成耦合電路了。
例如,在線性電路中,電容器作為一個隔直流或發射極偏流旁路電容時,由於電容器的介質吸收產生的剩餘電壓將改變該級的偏流,這可能把A類放大器變成B類放大器,從而引起畸變和信號失真。
在電源電路中,嚴重的介質吸收也會影響電源的濾波效果。這對於有較長時間沒有通電的設備尤其如此。電容器存在介質吸收,使其不能徹底充放電的事實意味著電容器有效容量的減小,致使紋波分量過大。
在直流電路中,由於存在著高介質吸收,使電容器在直流電壓作用後不能充分放電,使有效容量減小。
2.4電容器的低電平失效及其檢測
隨著電子設備的小型化,組件的工作電壓越來越低,有的工作在毫伏級,甚至微伏級。因此電容器低電平失效問題,已引起人們的重視。
2.4.1電容器低電平失效對電路工作的影響:
(1)使通信的信號突然中斷,又會自行恢復。因而電容器的低失效是隨機的。這種故障特別容易出現在間隙使用或長期不用的電子設備中。
(2)電容器處於低電平狀態下工作時,由於電容器內部串聯等效阻抗的變化,當工頻和聲頻訊號通過電容器時,輸出波形就會出現不規則的毛刺,使輸出信號產生雜訊和嚴重失真。
2.4.2電容器低電平失效機理:
(1)電容器的引出線與電極箔間會形成一層氧化層,使引線或旗形引線與電極形成一個小電容,並與原電容串聯(見圖12-10)。由於阻抗壇高而引起失效或稱之為阻抗失效。
(2)電容器的引出線部份與電極間滲入一層絕緣物或其它的有機污染物。如雲母電容器的浸漬臘,滌淪電容器的環氧樹脂,油浸電容器的油等。其等效電路見圖12-10(b)。
(3)電容器的絕緣電阻明顯降低,甚至接近短路狀態。如獨石電容器使用在低電平下,在極短時間內,會產生絕緣退化故障,絕緣性能大幅度降低。這種阻抗降低而引起電容器失效稱之為低阻抗失效。
低電平失效可用電容電橋測試,也可用奈培(Np)或分貝(db)為單位的儀器組合測試。表12-5、12-6分別為實測數據及測試電平和頻率表。
2.5電容器失效對掃描電路的影響
電容器除在整機中一般作濾波,耦合,阻尼,分壓,調制,隔直流和反饋用外,現在越來越廣泛的被應用於振盪電路,而且應用的形式也越來越多。下面介紹電視機電路中的逆程電容器Cr和S形校正電容Cs的作用和對電路的影響。
2.5.1逆程電容:
典型的行掃描電路是一個開關狀態的輸出電路如圖12-11、12-12所示。
圖中BG為行輸出晶體管,Lr為偏轉線圈電感、Rr為偏轉線圈電阻,EC為電源電壓。當BG基極輸入脈沖信號至飽和導通時,偏轉線圈內的電流ir按指數規律變化。
(1)逆程電容Cr的作用:當行掃描正程結束,逆程開始時BG截止,偏轉線圈內的電流仍能保持原來的方向,並對Cr充電,直到偏轉線圈內能量釋放完畢儲存於Cr內,使電子束很快地由右邊回到左邊形成逆程回掃為止。當適當控制Cr的電容量及電感量Lr組成LC振盪器,還可以進一步控制行掃描的進程規律。
逆程電容器的容量嚴格地與掃描逆程時間TR,偏圈電感量Lr有關,如下式:
(12-4)
(2)逆程電容器的選擇要求及其對電路的影響:
① 最高耐壓亦即當BG截止時的最高反方向脈沖電壓,應為電源電壓的8~10倍。對廣泛採用的自舉升壓電路,其行輸出電壓為24伏~27伏,Cr應選擇為耐壓240~270伏。
② 逆程電容器極易迂到脈沖高壓,為避免突然失效,應選擇有自愈作用的金屬化電容器。
③ 逆程電容器對控制逆程掃描時間概念極強,它須准確地與偏轉線圈搭配,為保證逆程回掃描時間的誤差小於10%,其電容量的誤差應控制在5%內。
④ 逆程電容器除要求性能穩定外,還必須有極小的漏電流,否則容易引起圖像表面產生振鈐干擾條紋。此外在使用中必須注意其一端必須與行輸出管發射極阻尼管正端同接於一地線,否則就會產生幅射干擾。見圖12-13、12-14。
2.5.2 S形校正電容:
由於顯像管屏幕的曲率中心與電子槍射出的電子束的偏轉中心在同一位置,所以即便行輸出端的電流線性很好,呈現在屏幕上的圖像也會失真,造成在熒光屏左右端束掃描速度快,行程長,中央部位掃描速度慢,行程的延伸性畸變,如圖12-15所示。
克服延伸畸變,應控制偏轉線圈內鋸齒波電流壇長即di/dt的變化規律。使其隨著自身絕對值的壇長而略微減小,如圖12-16所示。
因為這條用以校正延伸性畸變的曲線呈S形,通常便稱之為S形校正曲線。
為實現S形校正,最初曾假設與偏轉線圈串聯一個容量很大的電容器Cs,如圖2-17所示的LrCs串聯諧振迴路。當正程掃描時Cs上的電壓不變,BG導通時加在偏轉線圈兩端的電壓為恆定值,偏轉線圈內電流ir呈線性壇長,實際Cs不可能很大,ir也不可能直線性變化而是近似於按正弦波曲線變化,Cs上的電壓波形與此產生一定的相位差如圖2-18所示,當選擇Lr,Cs的振盪周期很長,在t0時ir=0,電流的變化呈直線性,當t=T/2時,ir便偏離直線下降到類似S形曲線,適當選擇Cs容量,便可達到S校正作用。
對Cs的選擇和失效對電路的影響:
(1)盡管行輸出的脈沖電壓一部份降在偏轉線圈上,但大部份降在Cs上,所以Cs耐壓必須大於100V以上。若Cs一旦擊穿失效,使偏轉電路無法工作,屏幕上便產生一垂直亮線(圖2-19),短路擊穿也意味著S形校正作用的消失。
(2)S形校正電容器的漏電會致使負載加重,電源電壓下降,整機工作失常。一般電容量的變化(特別是容量變小時)會引起輸出管損耗壇大,線性惡化。
2.6電容器的非線性失效及其對電路工作的影響。
2.6.1電容器非線性產生的機理:
無源電子組件的非線性在許多情況下是由於組件內部存在接觸電阻而引起的。接觸電阻通常包括集中電阻和間隙電阻兩部份。通常具有大量接觸點的導電系統,當外加電壓較高時,其阻值與電壓的關系可寫為:
(12-5)
圖12-30表示了間隙電阻與外加電壓的關系。當電壓較低時,阻值不變;當電壓較高時,阻值的對數lgR與電壓√U呈下降的直線關系,這種非線性是在電壓直接作用下產生的。
接觸點的局部過熱也引起一種非線性效應,因為間隙電阻與溫度有關,其規律類似於半導體。另外也應指出,當在間隙上突然加上較大電壓時,間隙可發生熱擊穿,並使吸收的氣體揮發,致使間隙電阻暫時短路,當取消外電壓,間隙又恢復到較大的阻值,這種現象可以給電子組件帶來時隱時現的失效,造成設備工作可靠性大大下降,電容器的小訊號開路就是一例。
一個理想的線性電容器,它所充的電荷與兩端的電壓成正比,而電容量與電壓無關。固定極板的真空電容器,或充氣式的標准電容器可認為是理想的線性電容器。但對於在電子設備中廣泛應用的電容器,通常都具有一定的非線性,也就是說,當在電容器上加上純正弦交流電壓時,其內部可以產生一個三次諧波電流。對於無極性的組件來說,它不出現偶次諧波,即:
(12-6)
由於第五次以上的諧波幅度很小,可以不予考慮。通常以第三次諧波電壓與基波電壓之比取對數並以電平來表示,稱為三次諧波失真或三次諧濾衰減。
電容器的非線性還有由於介質極化和損耗引起的非線性。介質材料和封裝材料的絕緣電阻也可以引起非線性。對於介質中夾雜的半導體微粒引起的漏電導,對非線性的影響也很大。對於電解電容器,其介質氧化膜與陰極極板之間含有離子性導電的電解液或含有固體的二氧化錳等半導體材料,也具有較大的非線性。
電容器非線性產生的另一個主要來源是極板和引出線。用塊狀金屬製成的金屬箔做極板較好。金屬化的極板,其導體內部可能存在不連續性,有可能產生非線性。例如在電容器紙或有機薄膜上蒸地的金屬膜,以及雲母和陶次片上燒滲的銀層都可能產生非線性。極板與引出線之間的接觸不良是電容器產生較大非線性的重要原因。
3.6.2電容器非線性對電路工作狀態的狀態的影響:
無源組件的非線性作為本身的一種特性,對電子設備可造成很嚴重的影響,特別是當這些組件應用於高質量濾波器,頻譜分析儀和多路載波通訊系統時,組件非線性所造成的三次和高次諧波會嚴重干擾系統的正常工作。
(1)電子設備的噪音來源於電子元器件。電子組件噪音與其本身的非線性(諧波)密切相關。
(2)載波通訊能多路同時在一對線路上通訊而不互相干擾,主要是採用了各種不同頻率的濾波器(LC),將收、發及各路信號分開。以十二路載波電話機為例:它的西端發(發端收)的線路傳輸頻率為36~84kHz(每4kHz為一路)。如果西端發第二路(42kHz)產生了三次諧波,則為126kHz。該諧波頻率正好是東端第9路的通帶頻率,則西端第二路信號就竄入了東端第9號。當竄來的信號是足夠大時,就造成了不可忽略的干擾,在通訊中稱為「串音」。為防止這種相互干擾,要求濾波器(或電容器)應有很小的非線性。
5. 電容器的生產流程
電容器的生產流程包括切割、卷繞、含浸、裝配、老化、封口、印刷、套管、測量、包裝、檢驗等過程。
其中,鋁箔的切割是把一整塊鋁箔,切割成幾多小塊,使其適當電容製造的必要;電解紙的卷繞中,電容中的電解液並非直接灌進電容,呈液態浸泡住鋁箔,而是經過吸附了電解液的電解紙與鋁箔層層貼合。
電容器的裝配便是將電容表面的鋁殼裝配上,同時連結外引線,電容到這時已經根本成型;卷邊是包皮電容,就必要通過這一步,將電容表麵包覆的PVC膜套在電容鋁殼表面。
(5)如何使用電容器製作銅管焊接機擴展閱讀:
電容器的作用:
1、耦合:用在耦合電路中的電容稱為耦合電容,在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路,起隔直流通交流作用。
2、濾波:用在濾波電路中的電容器稱為濾波電容,在電源濾波和各種濾波器電路中使用這種電容電路,濾波電容將一定頻段內的信號從總信號中去除。
3、退耦:用在退耦電路中的電容器稱為退耦電容,在多級放大器的直流電壓供給電路中使用這種電容電路,退耦電容消除每級放大器之間的有害低頻交連。
4、高頻消振:用在高頻消振電路中的電容稱為高頻消振電容,在音頻負反饋放大器中,為了消振可能出現的高頻自激,採用這種電容電路,以消除放大器可能出現的高頻嘯叫。
6. 焊銅用什麼焊機
焊銅的方法比較多,採用的焊接設備或者焊接工具也就比較多,這個全一些說的話,就應該是根據銅件的結構尺寸來說了。
一、當銅件尺寸比較小,結構比較單一的時候,適合用火焰釺焊或者高頻釺焊焊接,釺焊料可以選擇黃銅釺料或者磷銅,銀磷銅釺料。
二、當銅件尺寸相對比較大一些,結構比較復雜一些的時候,按照如下材料及設備選擇焊接
,銅合金氬弧焊焊接材料及焊接設備的選擇
1)當銅合金的母體為紫銅的時候,選用威歐丁紫銅氬弧焊絲焊接,設備選用帶直流功能的氬弧焊機焊接。
2)當銅合金的母體為黃銅的時候,選用威歐丁黃銅氬弧焊絲焊接,強調一點威歐丁黃銅氬弧焊絲是氬弧焊專用焊絲,不是黃銅氣焊焊絲,這點一定要搞清楚,焊接設備的選擇採用交流氬弧焊機焊接,如果沒有交流氬弧焊機也可以用直流氬弧焊機焊接。
3)當銅合金需要與鐵、不銹鋼、合金鋼異種焊接的時候,選用威歐丁黃銅氬弧焊絲焊接,焊接時焊接角度偏向銅合金側(補充:如果是小件的異種金屬銅與不銹鋼焊接也可以採用高銀威歐丁203焊接或者WEWELDING46焊絲替銀焊接)。
4)當銅合金尺寸非常大並且是紫銅母體的時候,則可以選用大功率的威歐丁WSME500的機器焊接或者選用威歐丁MIG500的雙脈沖氣體保護焊機焊接,焊絲選用粗直徑的直條TIG焊接或者1.2規格的盤絲MING焊接,焊絲同樣選用威歐丁紫銅氬弧焊絲焊接。
5)當銅合金尺寸非常大並且是黃銅母體的時候,則可以選用大功率的威歐丁WSME500的機器焊接或者選用威歐丁MIG500的雙脈沖氣體保護焊機焊接,焊絲選用粗直徑的直條TIG焊接或者1.2規格的盤絲MING焊接,焊絲同樣選用威歐丁黃銅氬弧焊絲焊接。
7. 銅管能做電抗器嗎
銅管能做電抗器。銅管水冷電抗器,包括導電母排、鐵芯、繞制在鐵芯上的線圈,線圈由無氧銅管繞制而成,無氧銅管內充滿冷卻用循環水,無氧銅管焊接在導電母排上,無氧銅管的進水口與一集水器的出水口連接,無氧銅管的出水口與集水器的進水口連接。
主要是用在電壓不高,但電流比較大的設備的電能供應上。由於是用銅管繞制的線圈,在使用中銅管中通過很大的電流,要產生很高的熱量,通過管內的水的循環加以冷卻來起到冷卻線圈,並保證電抗器的正常工作,電氣性能不變。
電抗器原理
電抗器也叫電感器,一個導體通電時就會在其所佔據的一定空間范圍產生磁場,所以所有能載流的電導體都有一般意義上的感性。然而通電長直導體的電感較小,所產生的磁場不強,因此實際的電抗器是導線繞成螺線管形式,稱空心電抗器。
有時為了讓這只螺線管具有更大的電感,便在螺線管中插入鐵心,稱鐵心電抗器。電抗分為感抗和容抗,比較科學的歸類是感抗器電感器和容抗器電容器統稱為電抗器,然而由於過去先有了電感器,並且被稱為電抗器,所以現在人們所說的電容器就是容抗器,而電抗器專指電感器。
8. 銅與銅如何焊接用什麼悍絲
具體如下:
一、空調銅管的熔焊
1、電阻熔焊。適用於空調中的外機連接管中的銅鋁管的焊接。無需焊絲;
2、超聲波焊接。適用於空調中的工藝管封口。無需焊絲;
3、氬弧焊接。其焊接主要工藝如下:
1)焊前對待焊區域及焊絲表面的氧化物、油污等雜質去除;
2)對對接接頭:厚度小於3mm的,不開坡口;3-10mm的,開V型坡口,坡口角度60-70°;板厚大於10mm的,開X型坡口,坡口角度60-70°;
3)對接接頭的間隙通常選為:0.5—1.5mm;
4)紫銅手工氬弧焊時,採用絲201和202焊絲,也可採用T2(紫銅)焊絲。
5)焊前需對待焊處進行預熱:厚度小於3mm的,預熱溫度為150-300°C;大於3mm的,預熱溫度為350-500°C;
6)紫銅手工氬弧焊時,通常採用直流正極,即鎢接負極。
二、銅管的釺焊
1、火焰釺焊。主要應用場合為:空調中的吸排氣管、換熱器組件等銅管的釺焊。所用釺料為銅磷釺料或銅磷銀釺料;
2、感應釺焊。主要應用場合為:黃銅分配器組件、黃銅管接頭組件和銅鋼組件等異種材質的釺焊。所用釺料為銅磷釺料或銅磷銀釺料;
3、等離子焰釺焊,用於管路的封口。所用釺料為銅磷釺料或銅磷銀釺料;
4、氫氧焰釺焊,用於小型管路件的釺焊。所用釺料為銅磷釺料或銅磷銀釺料。
(8)如何使用電容器製作銅管焊接機擴展閱讀:
銅是人類最早使用的金屬。早在史前時代,人們就開始採掘露天銅礦,並用獲取的銅製造武器、式具和其他器皿,銅的使用對早期人類文明的進步影響深遠。銅是一種存在於地殼和海洋中的金屬。銅在地殼中的含量約為0.01%,在個別銅礦床中,銅的含量可以達到3%~5%。
自然界中的銅,多數以化合物即銅礦物存在。銅礦物與其他礦物聚合成銅礦石,開采出來的銅礦石,經過選礦而成為含銅品位較高的銅精礦。是唯一的能大量天然產出的金屬。
也存在於各種礦石(例如黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、赤銅礦和孔雀石)中,能以單質金屬狀態及黃銅、青銅和其他合金的形態用於工業、工程技術和工藝上。
9. 逆變焊機輸出端並聯瓷片電容器如何接線
電焊設備是利用電能,通過加熱加壓,即正負兩極在瞬間短路時產生的高溫電弧,來熔化電焊條上的焊料和被焊材料,藉助金屬原子的結合與擴散作用,使兩件或兩件以上的焊件牢固的連接在一起的設備。它具體由焊條、電焊機、電焊鉗、接地夾和連接線組成。按輸出電源種類可分為兩種,一種是交流電焊機、一種是直流電焊機。
電焊設備
焊條
電焊機結構十分簡單,就是一個大功率的變壓器。他們利用電感的原理,電感量在接通和斷開時會產生巨大的電壓變化,利用正負兩極在瞬間短路時產生的高壓電弧來熔化電焊條上的焊料,來使它們達到原子結合的目的。如下圖:
一款直流電焊機
一款交流電機
兩者區別:
相比交流電焊機,直流電焊機電弧穩定,不易斷弧且飛濺小。直流電焊機能焊酸性和鹼性焊條,交流焊機只能焊鹼性焊條。
直流電焊機比交流電焊機多出整流部分,成本要稍高一些,價格稍貴一些。
大功率的交流電焊機由於最多隻能用到兩相電(後面會說怎麼接),所以容易造成三相用電不平衡,而大功率的直流電焊機都用三相整流就沒有這個問題。變壓器二次電壓峰值一定,直流電焊機比交流電焊機空載電壓高,更容易引弧。
直流電焊機對工作環境要求比較高,交流焊機要求不高,直流焊機比較省電節能,但是交流焊機比較皮實耐用,直流焊機適合多種焊條,重量比較輕,適合移動,交流焊機比較重不適宜移動。
電焊機連接:
電焊鉗通過連接線與電焊機上電焊鉗連接孔進行連接;
接地夾通過連接線與電焊機上接地夾連接孔進行連接;
將焊件放置到焊劑墊上,將接地夾夾到焊件的一端;
然後將電焊條的加持端夾在電焊鉗口上;
將電焊機的外殼進行保護性接地或接零(接地裝置可以使用銅管或無縫鋼管,將其埋入地下深度應當>1m,接地電阻應當<4Ω),即使用一根導線將一端連接在接地裝置上,另一端連接在電焊機的外殼接地端上。