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请教:谐振电容损坏的原因分析

一台12KW/半桥机正常运行近2个月,出现单臂两只电容其中一个谐振电容损坏。在此请教除质量问题外还有什么原因引起谐振电容损坏?

 

 

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2011-03-18 13:42
补充一下:是24小时间隙工作的,就是开10分钟停2分钟左右的工作
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igbtsy
LV.9
3
2011-03-18 15:41
@帝尤电磁
补充一下:是24小时间隙工作的,就是开10分钟停2分钟左右的工作
电容是过负荷工作了。放几倍裕量,就永远不会坏,除非电容本身质量量问题了。
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2011-03-18 15:56
@igbtsy
电容是过负荷工作了。放几倍裕量,就永远不会坏,除非电容本身质量量问题了。

谢谢igbtsy的解答。

按照一个谐振电容0.3uf/3000v电流为30A计算,两个即为60A,在12KW半桥机中用算不刚刚好吧(因其工作电压为430V,所以吧电流调整为16.5A)?应该不存在过流现象啊(事实好像也是过流损坏的哦)。

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igbtsy
LV.9
5
2011-03-18 16:09
@帝尤电磁
谢谢igbtsy的解答。按照一个谐振电容0.3uf/3000v电流为30A计算,两个即为60A,在12KW半桥机中用算不刚刚好吧(因其工作电压为430V,所以吧电流调整为16.5A)?应该不存在过流现象啊(事实好像也是过流损坏的哦)。
我12KW全桥,输出4只0.47的电容分二组分别在二边接入线圈,电容可通过的电流比你的大50%,但全桥的电流是半桥的一半,相当于电流只有你的1/3,五年了从没有出现过问题。
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2011-03-18 16:26
@igbtsy
我12KW全桥,输出4只0.47的电容分二组分别在二边接入线圈,电容可通过的电流比你的大50%,但全桥的电流是半桥的一半,相当于电流只有你的1/3,五年了从没有出现过问题。
看来是电容的质量问题了
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mcli
LV.1
7
2011-03-18 17:06

明显的电容质量问题.

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2011-03-18 17:13
LC串联谐振电容两端的电压是输入电压乘以品质因素,很高哦。有负载和没负载,都要考虑品质因素。
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igbtsy
LV.9
9
2011-03-18 19:56
@帝尤电磁
谢谢igbtsy的解答。按照一个谐振电容0.3uf/3000v电流为30A计算,两个即为60A,在12KW半桥机中用算不刚刚好吧(因其工作电压为430V,所以吧电流调整为16.5A)?应该不存在过流现象啊(事实好像也是过流损坏的哦)。
按你的工作状态,半个周期内的峰值电流已经是满额使用,这是设计中不应该出现的事。建议多学习些可靠性设计的理论。若是产品,省一、二个谐振电容,一旦坏了,若出去售后维修一次,那是得不偿失的。还是在器件上多花些钱, 做好可靠性设计,尽量不出现售后维修工作。
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2011-03-19 09:15
@igbtsy
按你的工作状态,半个周期内的峰值电流已经是满额使用,这是设计中不应该出现的事。建议多学习些可靠性设计的理论。若是产品,省一、二个谐振电容,一旦坏了,若出去售后维修一次,那是得不偿失的。还是在器件上多花些钱,做好可靠性设计,尽量不出现售后维修工作。

谢谢回答!

加电容又要改线圈了,改线圈的可能性不大,不改线圈要么就是改频率,有点麻烦了哦,

看来现在弥补的方法只有降低功率使用了(本来8KW 就够用了)。

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my.mai
LV.9
11
2011-03-19 10:29

电容器参数是什么?容量,电压,电流值,还有引出方式,尺寸等。

本司是做感应加热薄膜薄膜电容器的,可以帮忙分析一下原因。

可以剪开电容器的外壳,再拍一个照片放上来我看看。

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my.mai
LV.9
12
2011-03-19 10:30
@discussant
LC串联谐振电容两端的电压是输入电压乘以品质因素,很高哦。有负载和没负载,都要考虑品质因素。
是的,假如线盘和负载的距离很远,那么Q很高,谐振电压很高,很容易就击穿电容器了。
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my.mai
LV.9
13
2011-03-19 10:30
@mcli
明显的电容质量问题.
老兄,如何看出来的?能否教教我呢?
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my.mai
LV.9
14
2011-03-19 10:32
@帝尤电磁
谢谢回答!加电容又要改线圈了,改线圈的可能性不大,不改线圈要么就是改频率,有点麻烦了哦,看来现在弥补的方法只有降低功率使用了(本来8KW就够用了)。
最好能用高压探头,把机芯工作在最大功率的情况下,测试电容器两端的电压波形,峰峰值,均方根值,还有频率。注意示波器要拔掉地线或者是加隔离变压器。当然,高压探头是隔离型的就最好了。判断电容器的选择是否正确,一个是通过电压波形,另外一个是通过温升。
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my.mai
LV.9
15
2011-03-19 10:33
@帝尤电磁
看来是电容的质量问题了

沈工的方案跟你的是不一样的,他的是CLC,你的是LC。

还有,从那电容器的外观来看,不一定就是电流损坏的原因。

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my.mai
LV.9
16
2011-03-19 10:34
@帝尤电磁
谢谢igbtsy的解答。按照一个谐振电容0.3uf/3000v电流为30A计算,两个即为60A,在12KW半桥机中用算不刚刚好吧(因其工作电压为430V,所以吧电流调整为16.5A)?应该不存在过流现象啊(事实好像也是过流损坏的哦)。

你那个30A的电流值,要看输出方式和内部材料才知道是否真实。很多电容器同行,标的电流值都是假的,虚标的。以下是本司电容器30A有效电流的电容器图片,供参考。一个是0.8厚,14宽的铜片。 一个是1.2直径的镀锡铜线,每边3根并联。你那图片的电容器,看上去是家用电磁炉的那种,单针的。有效电流在10A左右。

  

 

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2011-03-19 14:07
@my.mai
电容器参数是什么?容量,电压,电流值,还有引出方式,尺寸等。本司是做感应加热薄膜薄膜电容器的,可以帮忙分析一下原因。可以剪开电容器的外壳,再拍一个照片放上来我看看。

麦工:你好!

 

电容是六个脚的,每边3个1.2MM的针脚,是KSCAP的,0.3UF/3000V的

尺寸:高45 宽42 长33

电容的中间烧了一个洞,里面的黄色物质都流出来了。

在烧坏之前听到开机时电容发出不是正常的声音,而是像敲击什么的声音,之后运行10分钟左右就坏了。

 

损坏的电容是接在上臂的。下臂的电容正常。

能帮我分析下吗》谢谢

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2011-03-19 14:10
@my.mai
最好能用高压探头,把机芯工作在最大功率的情况下,测试电容器两端的电压波形,峰峰值,均方根值,还有频率。注意示波器要拔掉地线或者是加隔离变压器。当然,高压探头是隔离型的就最好了。判断电容器的选择是否正确,一个是通过电压波形,另外一个是通过温升。
电压波形看过了是正常的,温度在30~48度左右(室温在25度)。
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my.mai
LV.9
19
2011-03-19 14:54
@帝尤电磁
麦工:你好![图片] 电容是六个脚的,每边3个1.2MM的针脚,是KSCAP的,0.3UF/3000V的尺寸:高45宽42长33电容的中间烧了一个洞,里面的黄色物质都流出来了。在烧坏之前听到开机时电容发出不是正常的声音,而是像敲击什么的声音,之后运行10分钟左右就坏了。 损坏的电容是接在上臂的。下臂的电容正常。能帮我分析下吗》谢谢

从你提供的信息来看,基本可以确认的是电容器的耐压问题,导致电容器损坏的。

业内做18-25KHZ,非水冷方案的感应加热设备,薄膜电容器3000VDC以上的,

有两种内部结构。一个就是你现在用的那家牌子的,(K字头和E字头的厂家)

内部是薄膜两串联结构。另外的就是本司用的(创格电子),内部四串联结构。

如果你损坏的电容器,是在电容器正中心部位,切开一条3MM左右的缝隙,

那么就是说,薄膜在中留部分爬电打火,导致电容器损坏。

图片1,左边的是两串结构,中间那个地方爬电距离一般是3-5MM

右面的是本司创格电子的,四串,两个中留边(三分之一和三分之二位置),分别是3MM

四串结构相对两串结构,耐压做的更高,大大降低中留边爬电打火的机会。

特别是当电容器热处理的时候,空气没有完全排出,

更容易导致在中留边由于空气的存在而爬电打火。

图片二就是内部等效示意图

 

 

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my.mai
LV.9
20
2011-03-19 15:08
@my.mai
从你提供的信息来看,基本可以确认的是电容器的耐压问题,导致电容器损坏的。业内做18-25KHZ,非水冷方案的感应加热设备,薄膜电容器3000VDC以上的,有两种内部结构。一个就是你现在用的那家牌子的,(K字头和E字头的厂家)内部是薄膜两串联结构。另外的就是本司用的(创格电子),内部四串联结构。如果你损坏的电容器,是在电容器正中心部位,切开一条3MM左右的缝隙,那么就是说,薄膜在中留部分爬电打火,导致电容器损坏。图片1,左边的是两串结构,中间那个地方爬电距离一般是3-5MM右面的是本司创格电子的,四串,两个中留边(三分之一和三分之二位置),分别是3MM四串结构相对两串结构,耐压做的更高,大大降低中留边爬电打火的机会。特别是当电容器热处理的时候,空气没有完全排出,更容易导致在中留边由于空气的存在而爬电打火。图片二就是内部等效示意图[图片] [图片] 

如果是左面图面所示中间部分烧毁,那么肯定的是爬电造成击穿。

 

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my.mai
LV.9
21
2011-03-19 15:09
@帝尤电磁
电压波形看过了是正常的,温度在30~48度左右(室温在25度)。
我说的是谐振电容两端的电压波形哦,峰峰值在2000V以上的。
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igbtsy
LV.9
22
2011-03-19 15:51
@帝尤电磁
麦工:你好![图片] 电容是六个脚的,每边3个1.2MM的针脚,是KSCAP的,0.3UF/3000V的尺寸:高45宽42长33电容的中间烧了一个洞,里面的黄色物质都流出来了。在烧坏之前听到开机时电容发出不是正常的声音,而是像敲击什么的声音,之后运行10分钟左右就坏了。 损坏的电容是接在上臂的。下臂的电容正常。能帮我分析下吗》谢谢
选择大电流的谐振电容一定要看电容的结构,选择新的电容要解破后才能决定该电容是否能用。大电流的电容一定要两个端面引出端封,相当于电流经过无数多个并联支路引出,这样电容纸上引出电流的电流密度为最小,温升也最小,安全电流为最大,也是无感电容的原理。《每边3个1.2MM的针脚》,势必造成引出针脚与电容纸接触处电流密度极大,这是损坏的原因,所谓的30A的通过电流也成了一纸空文了。
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igbtsy
LV.9
23
2011-03-19 15:54
@帝尤电磁
谢谢回答!加电容又要改线圈了,改线圈的可能性不大,不改线圈要么就是改频率,有点麻烦了哦,看来现在弥补的方法只有降低功率使用了(本来8KW就够用了)。
加电容是不一定要改线圈的。
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my.mai
LV.9
24
2011-03-19 16:03
@igbtsy
选择大电流的谐振电容一定要看电容的结构,选择新的电容要解破后才能决定该电容是否能用。大电流的电容一定要两个端面引出端封,相当于电流经过无数多个并联支路引出,这样电容纸上引出电流的电流密度为最小,温升也最小,安全电流为最大,也是无感电容的原理。《每边3个1.2MM的针脚》,势必造成引出针脚与电容纸接触处电流密度极大,这是损坏的原因,所谓的30A的通过电流也成了一纸空文了。
沈工,现在的卷绕式薄膜电容器,本来就是一只电容器由数百圈薄膜,通过喷金工艺,把每一圈都并联起来,成为一个整体电极,再引出的。至于你现在用的,可能是老式的箔式结构,低压产品方面,拥有发热小,电流大,温升低的优点。但是对于高压产品,箔式电容器容易由于内部存在的空气,还有箔的边缘有毛刺造成纸介质被刺穿造成击穿的问题。总结就是箔式过流强,温升低,但是耐压做不高。
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my.mai
LV.9
25
2011-03-19 16:05
@my.mai
沈工,现在的卷绕式薄膜电容器,本来就是一只电容器由数百圈薄膜,通过喷金工艺,把每一圈都并联起来,成为一个整体电极,再引出的。至于你现在用的,可能是老式的箔式结构,低压产品方面,拥有发热小,电流大,温升低的优点。但是对于高压产品,箔式电容器容易由于内部存在的空气,还有箔的边缘有毛刺造成纸介质被刺穿造成击穿的问题。总结就是箔式过流强,温升低,但是耐压做不高。

需要特别大电流的电容器,都是箔式,如铜箔和铝箔。---价格高

需要耐压高和电流小的产品,都是金属膜式,如铝膜,锌铝膜等。--价格低

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my.mai
LV.9
26
2011-03-19 16:10
@igbtsy
选择大电流的谐振电容一定要看电容的结构,选择新的电容要解破后才能决定该电容是否能用。大电流的电容一定要两个端面引出端封,相当于电流经过无数多个并联支路引出,这样电容纸上引出电流的电流密度为最小,温升也最小,安全电流为最大,也是无感电容的原理。《每边3个1.2MM的针脚》,势必造成引出针脚与电容纸接触处电流密度极大,这是损坏的原因,所谓的30A的通过电流也成了一纸空文了。
 
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igbtsy
LV.9
27
2011-03-20 08:37
@my.mai
[图片] 
麦工:我用的也是膜式的,箔式的只用过几只样品,是日立的。用的膜式的也是两面端封的。楼主用的电容可能不是两面端封的,而是引出电极夹在膜中引出,这种结构是通常的小电流的电容,不是无感电容,是老式的膜式电容,只能用于小信号的电路中。
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my.mai
LV.9
28
2011-03-20 21:06
@igbtsy
麦工:我用的也是膜式的,箔式的只用过几只样品,是日立的。用的膜式的也是两面端封的。楼主用的电容可能不是两面端封的,而是引出电极夹在膜中引出,这种结构是通常的小电流的电容,不是无感电容,是老式的膜式电容,只能用于小信号的电路中。

沈工,能否用WINDOW的画图软件,把你说的那种结构画出来给我看看?

 

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2011-03-21 08:43
@igbtsy
麦工:我用的也是膜式的,箔式的只用过几只样品,是日立的。用的膜式的也是两面端封的。楼主用的电容可能不是两面端封的,而是引出电极夹在膜中引出,这种结构是通常的小电流的电容,不是无感电容,是老式的膜式电容,只能用于小信号的电路中。

我用的是两面端封的,而是引出电极在两面焊接引出,你把图片放大看看就看到了

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