电解电容器每次接收反向电压都会降低性能吗?


12

我知道我不能反接电解电容器。如果我施加反向电压足够长的时间,它将爆炸。

但是,如果短时间施加反向电压会怎样?例如,电路中发生故障,电容器在短时间内变为反向偏置或暴露于交流电压,但从外部看仍然可以。电容器的内部物理和化学结构是否会永久改变?它仍然具有额定电容,电压和使用寿命吗?如果它不会爆炸,可以继续使用吗?我认为答案是“否”,但我正在寻找解释。

Answers:


12

电解质有很多类型和子类型,我将专注于业余爱好者最常见的那些:液态电解质铝。

大多数详细信息可以在相应的维基百科文章中阅读,但总之:

  • 阴极氧化物层可承受高达1.5V的反向电压
  • 它可以更早地受到永久性损坏,但是0.5V被认为是安全的

当施加太高的反向电压太长时间时,可能会发生以下两种情况之一:

  • 放气使盖子爆炸
  • 氧化层的溶解使瓶盖短路

这些数字和故障模式的概率在远远超出“室温”的范围时会大大不同。

即使短暂施加过多的反向电压也可能永久损坏电容器。有时自我修复能力会随着时间的流逝而扭转这种情况,但会造成永久性损害。

查看损坏的一些方法是:

  • 泄漏电流增加(由于部分溶解的氧化物层)
  • 容量降低(由于氧化物层孔的自我修复)

其他类型的电解质具有不同的行为方式,但是大多数人认为可以短时暴露高达0.5V的反向电压。这就是为什么许多LCR表都使用0.5V AC来测量电容,而不管其极性如何。


4

电解电容器可以在短时间内承受有限次数的反向电压。详细地说,具有非固体电解质的铝电解电容器可以承受大约1 V至1.5 V的反向电压。

固态钽电容器还可以在短时间内承受反向电压。钽反向电压的最常见准则是:

  • 在25°C时为额定电压的10%至最大1V,
  • 在85°C时为额定电压的3%至最大0.5V,
  • 在125°C时为额定电压的1%至最大0.1V。

这些准则适用于短时偏移,决不能用于确定可永久使用电容器的最大反向电压。

更多关于维基百科


您所谈论的主要是发生在交流电中,在短时间内施加反向电压,然后立即施加正电压以抵消微小的损坏。

反向极化的发生速度不足以永久损坏电容器。损坏的时间取决于所施加的反向电压,电容器的尺寸以及电介质和电极所用的材料。

通常,当用于交流电(最常见的应用是滤波器)时,我还没有看到电容器承受的损坏足以干扰其工作。电容器用在直流充电器的滤波器中,我们每天都在使用,并且它们可以工作多年。当在此类应用中使用时,可能会出现缓慢的损坏,并且会形成氧化层,但在正常操作中没有任何障碍。

尽管频繁的瞬态电压会很快损坏电容器。因此,始终在关闭任何设备时都要调低音量,关闭设备,然后再拔下交流电源插头。


1
您至少应该提到您直接从Wikipedia文章
PlasmaHH 2015年

那只是介绍。无论如何提到它。
尼尔·帕特罗

0

如果您认为电路可能具有这种故障模式(老牛-在我依靠电解质电容器极性的地方,极性通常会颠倒整个电路!),那将是最好的选择

  • 请查阅特定部分数据表,而不是维基百科上正在使用的特定电容的反向电压
  • 使用双极电解质电容器
  • 采取保护措施(二极管或二极管+保险丝)以防止外部极性变化/电池翻转
  • 使用电压看门狗电路仅在所有电源都准备就绪时才为电子设备加电-如果一个电源出现故障则快速断电(我观察到一种非常奇怪的故障模式,其中负轨的损耗导致运算放大器的输入钳位二极管发送正电压到所谓的高阻抗输入的电源....)

永远不要让它成为规范操作模式

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.