. Конденсаторы фильтров в мощных блоках питания.
Конденсаторы фильтров в мощных блоках питания.

Конденсаторы фильтров в мощных блоках питания.

Одним из параметров качества конденсаторов (К) является ESR (Equivalent Series Resistance) и измеряется в мОм. Это сопротивление проводников, соединяющих обкладки с выводами К и ESR представляет собой последовательное сопротивление с К. Идеальный К имеет ESR=0, но реально таких К нет.Для мощного К очень важно, чтобы он мог заряжаться очень быстро и также быстро мог отдать энергию заряда. Это время как раз и определяется параметром ESR. Чем меньше ESR- тем лучше будет работать К. Это становится особенно важным в случае использования К в ИБП.В качестве примера http://www.vishay.com/docs/28345/050ped.pdf

73!Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/channel/UCGdvys … 0xfnzdN0yA   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

Поделиться22011-06-25 09:22:19
  • Автор: Игорь 2
  • Заблокирован
  • Сообщений: 6047

Чем меньше ESR- тем лучше будет работать К. Это становится особенно важным в случае использования К в ИБП.

Точно- точно. Специально делал установку для измерения внутреннего активного сопротивления. Сильно хорошие конденсаторы не хотят нам китайцы поставлять, приходится параллельно по нескольку штук ставить. Для меня критерий нормальной работы конденсаторов в готовом изделии прост- температура при работе в наихудших условиях должна находиться в пределах допустимого диапазона. Правда, слышал от ремонтников, что, якобы, при низкой частоте преобразования, и больших импульсных токах, конденсаторы быстро разрушаются, хотя, и несильно нагреваются при работе.

Поделиться32011-06-25 09:49:27
  • Автор: Alex_VE3KF
  • Администратор
  • Сообщений: 9969

не хотят нам китайцы поставлять, приходится параллельно по нескольку штук ставить.

С китайскими это видимо, единственный вариант.

Правда, слышал от ремонтников, что, якобы, при низкой частоте преобразования, и больших импульсных токах, конденсаторы быстро разрушаются, хотя, и несильно нагреваются при работе.

В ИБП, по идее, ESR разогреваются сильнее, нежели для частоты 100 Гц, поэтому видимо и разрушаются в итоге.

73!Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/channel/UCGdvys … 0xfnzdN0yA   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

Поделиться42011-06-26 04:19:16
  • Автор: Игорь 2
  • Заблокирован
  • Сообщений: 6047

В ИБП, по идее, ESR разогреваются сильнее, нежели для частоты 100 Гц

Здесь есть некоторые неочевидные на первый взгляд нюансы. Например, при равенстве сопротивления потерь, в конденсаторах при одинаковой нагрузке и равном коэффициенте пульсаций на выходе выпрямителя, частота, практически не влияет на нагрев конденсатора. Естественно, это верно до тех пор, пока не начнёт существенно сказываться индуктивная составляющая входного сопротивления. По крайней мере, до 40 кГц минимум. Понятно, что для поддержания равного коэффициента пульсаций на заданной нагрузке, мы должны пропорционально увеличивать ёмкость со снижением частоты. Но, по идее, сопротивление потерь у конденсаторов бОльшей ёмкости должно быть меньше (подниму сегодня документацию- проверю). Это одна из причин нагрева с повышением рабочей частоты. А причина бОльшего нагрева конденсаторов в ИБП, связана не только с повышением частоты, но и с бОльшими импульсными токами заряда, (при равенстве среднего тока заряда) по сравнению с работой с синусоидальным входным напряжением. А это, как несложно догадаться, дополнительные потери на внутреннем активном сопротивлении конденсатора. Т. е нужно отдавать себе отчёт, что при той же частоте, в импульсном блоке питания, тот же самый кондесатор будет греться больше, чем в выпрямителе при работе от синусоидалльного напряжения.

Отредактировано Игорь 2 (2011-06-26 04:23:02)

Поделиться52011-06-26 09:14:16
  • Автор: Игорь 2
  • Заблокирован
  • Сообщений: 6047

А вот и проанонсированный ранее измеритель параметров конденсаторов. Несложно заметить, что это обычный УНЧ на микросхеме TDA2030 с коэффициентом усиления по напряжению 10 раз и питанием от 20 вольт. На выходе включён резистор 9.1 Ом, через который сигнал подаётся на исследуемый конденсатор, второй конец которого соединён с землёй. Установка позволяет измерить ёмкость конденсатора и его внутреннее активное сопротивление. Для примера, рассмотрим АЧХ, приведённые на скрине. Красная линия- АЧХ без конденсатора. Там вроде бы, всё ясно. Оранжевая линия- АЧХ отечественного конденсатора К50-35 47 мкФ*16 вольт 1992 года выпуска.Синяя линия- аналогичный современный конденсатор китайского производства.Жёлтая линия- АЧХ конденсатора 100 мкФ*450 вольт (он хорошо виден на фото).

Выводы. Все испытанные конденсаторы соответствуют своему номиналу ёмкости (частота среза по уровню -3 дБ Fср=1/(2п*R*C)).Активное сопротивление К50-35 составляет 1.01 Ом (-20 дБ), китайского- 0.54 Ом (-25 дБ), высоковольтного- 0.26 Ом (-31 дБ).

Перегрев конденсаторов на 30 градусов снижает активное сопротивление примерно вдвое.

Кроме того, промеряв все конденсаторы 330мкФ*400в и 330*450 с температурами 85 и 105 градусов, сделал вывод, что все они сделаны по одной и той же технологии, да и электролит в них при температуре 27 градусов не очень- то и различается- все они имеют R=0.1 Ом.

Вывод очевиден. При равных пульсациях, равной нагрузке, и одинаковой форме переменного напряжения, с увеличением частоты нагрев конденсаторов фильтра выпрямителя будет увеличиваться. Положим, на 50 Гц нам приемлема ёмкость 1000 мкФ. Для частоты 5 кГц будет достаточно 10 мкФ, но, как подсказывает логика и мои измерения, при одинаковом конструктиве, этот конденсатор будет иметь и намного бОльшее активное сопротивление, что обязательно вызовет его нагрев. В то же время, нужно отдавать себе отчёт, что оставив неизменной ёмкость в фильтре, и просто повысив частоту питающего напряжения, мы так же вызовем дополнительный разогрев конденсатора, т. к. импульсный ток через него заметно возрастёт (при неизменном среднем токе).

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎