Faktor Disipasi Kapasitor Elektrolit Aluminium

Saya menggunakan kapasitor elektrolitik aluminium besar (400V / 470uF / 105 ° C) setelah penyearah jembatan 220VAC dalam aplikasi motor.

Selama tes burn-in (180VDC, 6A terlihat oleh motor) dengan perangkat penghasil torsi konstan, bagian atas tutupnya melotot karena kenaikan suhu tutup hanya dalam 30 menit. Kami kemudian mengganti tutupnya dengan jenis yang sama dan mencatat suhunya. Itu meningkat dan tampaknya tidak mencapai kondisi mantap dan kami menghentikan tes segera setelah mencapai 100 ° C.

Kami kemudian menggantinya dengan tutup lain (450V / 470uF / 105 ° C). Memiliki diameter yang sama tetapi sedikit lebih tinggi. Tes burn-in berjalan dengan lancar dan suhu tutup mencapai kondisi mantap ~ 85/90 ° C setelah satu jam.

Yang gagal adalah tutup Nichicon: http://www.nichicon.co.jp/english/products/pdfs/e-gu.pdf

Yang berlalu adalah batas UUcap (saya minta maaf karena tautannya dalam bahasa Cina karena saya tidak dapat menemukan versi bahasa Inggrisnya.): Http://www.uucap.com.cn/product1_demo.asp?id=70

Saya membaca lembar data dari kedua topi dan menemukan mereka cukup sebanding mengenai faktor disipasi (0,15 vs 0,20) dan parameter arus riak (1900mA vs 1850mA). Ada beberapa variabel:

1. Nilai tegangan
   • Gagal: 400V
   • Lulus: 450V
2. Ukuran (DxL) area kapasitor.
   • Gagal: 35mm x 40mm
   • Lulus: 35mm x 50mm
3. Penampilan
   • Gagal: bagian atas kaleng adalah aluminium / logam
   • Lulus: bagian atas kaleng adalah dari beberapa jenis poliester (saya tidak tahu apa itu)

Namun, saya hanya menyadari bahwa area permukaan yang lebih besar dapat menghilangkan panas sedikit lebih baik. Sejauh mana itu membantu, saya tidak tahu. Saya membaca di suatu tempat bahwa untuk kapasitansi tetap, tutup dengan tegangan pengenal lebih besar adalah ESR lebih rendah; Namun, saya tidak tahu apakah itu benar atau tidak.

Apakah ada sesuatu yang saya abaikan dalam lembar data yang berkontribusi terhadap perbedaan besar mengenai suhu kapasitor dalam pengujian?

Terima kasih sebelumnya.

PS Rangkaiannya adalah sebagai berikut. Kapasitor yang dimaksud adalah C5. T2, choke yang umum, diganti dengan sepasang kabel tebal di papan yang diuji. HV_Bus dipertahankan dengan memicu SCR terus menerus. Tegangan yang dilihat oleh motor adalah rata-rata karena PWM untuk menghidupkan dan mematikan MOSFET daya sisi rendah.

Pengukuran LCR

Kapasitansi, DF / Q / ESR / θ

• Nichicon 400V / 470uF -> 392 uF, 0,211 / 4,71 / 0,08 / -77,8 °
• UUcap 450V / 470uF -> 446 uF, 0,440 / 2,27 / 0,15 / -66,2 °

Jelas pengukuran untuk tutup Nichicon sangat cocok dengan spesifikasinya, sementara UUcap entah bagaimana lepas dari spek. Perbedaan besar di sini tampaknya adalah kapasitansi. Tutup Nichicon tampaknya bertujuan untuk batas bawah ± 20% dari kapasitansi. Saya telah mengukur lima caps Nichicon lainnya dari jenis yang sama dan semuanya adalah sekitar 400uF ~ 410uF sementara mereka diberi peringkat 470uF ± 20% ...

Satu-satunya parameter tutup Nichicon yang dipertanyakan yang lebih rendah daripada UUcap adalah kapasitansi dan tegangan pengenal . Apakah kapasitansi memainkan peran besar dalam kenaikan suhu tutup? Walaupun masuk akal bahwa kapasitansi yang lebih rendah akan melewati siklus pengisian / pengosongan yang lebih drastis, apakah itu membuat perbedaan yang sangat besar?

Pengukuran Arus Riak

Saya menempatkan penjepit AC RMS sejati di sekitar kaki tutup di sirkuit dan melakukan beberapa pengukuran. Tegangan yang terlihat oleh motor dikendalikan dengan mematikan daya MOSFET. Bebannya hanyalah sabuk treadmill. I _cap diukur dengan penjepit AC dan _motor I diamati dengan meter arus analog.

• V _motor = 50V, I _cap = 0.4A, I _motor = 1.0A
• V _motor = 100V, I _cap = 0.8A, I _motor = 1.5A
• V _motor = 150V, I _cap = 1.4A, I _motor = 1.5A

Saya juga mengamati riak tegangan kapasitor. Dengan UUcap, riak tegangan sedikit lebih kecil dari tutup Nichicon. Itu diharapkan karena kapasitansi yang lebih besar. Saya _topi pengukuran tampaknya entah bagaimana setara dengan UUcap dan Nichicon topi.

Dan ya, arus riak dengan mudah melebihi arus riak terukur untuk tutupnya ketika beban meningkat.

Karena UUcap jauh dari spesifikasinya, saya kira saya tidak bisa mempercayai parameter arus riaknya. Apakah ada cara untuk mengukur kemampuan topi untuk menangani arus riak?

Apakah kapasitor tegangan pengenal lebih tinggi lebih toleran terhadap arus riak daripada kapasitor dengan kapasitansi yang sama?

Seperti biasa, diagram sirkuit penuh akan sangat berharga - bahkan jika untuk menunjukkan bahwa tidak ada yang lebih hadir daripada yang telah dinyatakan.

VAC = 220V jadi Vpeak = 220 * 1.414 = ~ 310V. 180V DC / 310 = ~ 0,58 Ini adalah sinus dari sudut ketika penyearah mulai (atau ujung) melakukan + 35 derajat. Untuk 35/90 siklus, tegangan masuk di bawah Vdc sehingga tutup HARUS memberikan arus motor. Jika Anda tidak memiliki penyimpanan energi di induktor maka tutupnya melihat arus riak dalam urutan arus motor dan arus puncak kemungkinan besar akan lebih tinggi (tergantung pada transformator dan resistansi kabel dan banyak lagi.)

Karena disipasi akan berada dalam urutan proporsional dengan kuadrat saat ini, Anda mungkin memiliki sekitar 10 x nilai pengucilan karena kelebihan arus riak.

Nichicon adalah merek yang sangat dihormati. Peluangnya adalah kapasitas arus riak aktual pada Nichicon asli yang memenuhi atau melampaui spesifikasi. Tetapi tidak mungkin melampauinya dengan cukup untuk menyelamatkan Anda di sini JIKA sirkuit seperti yang terlihat. Mungkin saja tutupnya palsu. Ini pasti terjadi dan Nichicon adalah merek yang cukup terkenal sehingga orang MUNGKIN memalsukan mereka, walaupun saya tidak memiliki pengetahuan khusus tentang hal ini dalam kasus ini.

UUCAP saya tidak tahu.
Sudah lazim bagi komponen Asia yang sedikit dikenal untuk tidak mendekati klaim lembar spesifikasi.
Dalam hal ini tampaknya mereka melebihi spesifikasi dengan sangat baik !!!!
Saya tidak akan mengeluh!
Tetapi lihatlah arus riak aktual.
Sebuah resistor indera kecil di ujung tutup kepala akan memungkinkan ruang lingkup untuk digunakan dengan hati-hati (atau di sisi "panas" dengan perangkat isolasi DAN jika Anda tahu apa yang Anda lakukan. Atau penjepit aula / kedekatan meter atau .. ...

Perhatikan bahwa batas waktu ~ ~ Nilai jam x 2 ^ [(Trated-Trun) / 10]
Biasanya menjalankan tutup pada BAIK di bawah suhu .
30C di bawah = 2 ^ (30/10) = 8 x nilai seumur hidup.
Jadi nilai cap 2000 jam akan bertahan sekitar 2000 x 8 = 16000 jam ~ = 2 tahun.
Semakin besar margin semakin baik.

Perhatikan bahwa tutup elektrolitik Al tanpa tegangan yang diterapkan, ditahan pada suhu tinggi akan mati lebih cepat daripada ketika tegangan diterapkan!

Ini mungkin sesederhana varian manufaktur. ESR dari kapasitor kedua mungkin cukup rendah sehingga arus riak tidak memanaskan tutup melebihi batas maks yang dinyatakan.

Anda harus tahu bahwa menjalankan kapasitor yang panas akan memberikan umur yang cukup rendah. Aturan praktisnya adalah bahwa untuk setiap 10 C di bawah suhu maks terukur Anda menjaga kapasitor, Anda menggandakan masa pakai kapasitor. Pada atau dekat dengan temp sementara, Anda mungkin akan melihatnya meledak dalam setahun.

Kemungkinan lain adalah bahwa tutup yang lebih tinggi dan lebih ramping memiliki lebih banyak permukaan, dan dengan demikian dapat menghilangkan lebih banyak panas.

Saya akan merekomendasikan menggunakan topi dengan nilai arus riak yang lebih tinggi (idealnya, 6A penuh) dan jika Anda tidak dapat menemukan itu, gunakan tiga tutup secara paralel yang menambah arus riak terukur.

Russell menutupinya dengan cukup baik: mengharapkan arus puncak mungkin dua kali lipat dari rata-rata arus.

C5 adalah reservoir: untuk sebagian besar siklus, HANYA merupakan sumber arus motor HANYA, sehingga memasok 6A penuh. Yang menempatkan batas bawah pada arus riak ... Selama puncak AC sedang diisi: arus pengisian yang tepat tergantung pada nilainya, tegangan riak, dan bentuk gelombang AC (konten harmoniknya) tetapi jika dioda dilakukan untuk hanya 1/3 dari siklus, itu berarti C sedang mengisi dua kali lebih cepat dari yang digunakan; riak puncak dua kali rata-rata.

Masukkan 0.1R secara seri dengan C5 -ve (ke ground) dan letakkan probe lingkup di atasnya untuk melihat apa yang sebenarnya terjadi. Atau gunakan probe arus AC jika tersedia.