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电解电容器的耐压测试方法 (2009/06/09 22:51)

瓷片电容

金属膜电容

贴片电解电容
电解电容器耐压测试及应用
    电容的耐压，表示电容在一定条件下连续使用所能承受的电压。如果加在电容上的工作电压超过额定电压，电容内部的绝缘介质就有可能被击穿，造成极片间短路或严重漏电。因此，电容的工作电压不能大于其额定耐压，以保证电路可靠工作。
    对于电解电容器，漏电流是性能指标中重要的一项。电解电容的漏电流与电压的关系密切，漏电流随工作电压的增高而增大。当工作电压接近阳极的赋能电压时，漏电流会急剧上升。通过测试电解电容的漏电电流，可以推算出它的极限耐压和额定耐压，对于电路中电容耐压的取值，有直接的参考意义。
    根据这个原理，笔者设计并制作了～款电容耐压测试仪，其线路简单、成本低廉、制作容易，较好地解决了业余条件下电容耐压测试的问题。
    变压器T1和T2型号相同，背靠背对接，提供高低压两组电源，并起到隔离作用。低压的经整流滤波后，由R1、DWl、Q1、Ral～Ral 1组成电流可调的恒流源。高压的经整流滤波后由Rbl～RblO、DW2分压，Q2输出可调的直流电压。使用时选择合适的电压Uc和电流Jc，将被测电容接到Cxa、Cxb两点上，此时会看到电压表指针缓慢偏转，达到一定的位置后静止，指针所指的电压即为该电容在漏电电流为lc时所承受的耐压。
    波段开关K3、K4（各单挡11位）分别是测试电压和电流（即漏电流）选择开关，其测试量程如表1所示。表2为测试电路中的元件清单。
一、测试电路的使用方法
    1.将测试电压调到比电容额定电压高一些的挡位。如测试35V的申容。可将挡位放到64V，测试50v的电容，可将挡位放到64M或96V.挡位高一些对测试结果影响不大，只是挡位越高，三极管Q1的功耗相应会大一些。
    2.选择合适的测试电流。测试电流应根据电容容量来选择，容量越大测试电流也越大。对于4700μF以上的电容，可选择大于10mA的测试电流；对于1000～4700μF的电，容，可选择5mA左右的测试电流：对于10μF以下的电容，可选择0.2～1mA的测试电流。
    3.红色鳄鱼夹接电容正极，黑色鳄鱼夹接电容负极。接好后看到电压表指针先匀速缓慢偏转。正常情况下偏转位置应超过额定电压，当达到某一值时其指针偏转变慢，并且越来越慢，最终静止下来，此时电容的漏电流等于Q1集电极的恒流电流，电压表所指示的电压，为此电容在漏电电流为Ic时所承受的耐压，可粗略认为是该电容的极限耐压。
    4.测试完毕后将开关K2闭合，待电容放电后取下。
    表3是利用附图的测试电路测量的部分电解电容器的产品实例。
二、测试经验总结
    1.电容容量越大，测试电流（漏电流）也应相应变大。
    国产的铝电解电容器，在额定电压6.3～450V，标称容量10～680μF时，漏电流可按下列公式计算：I≤（KxCxU）／1000公式中：I为漏电流（mA）；K为系数（20℃±5℃时，K=O.03）；U为额定工作电压（V）；C为标称容量（μF）；
    2.由于电解电容器只能单向工作，如将电解电容正负端接反测试，在5mA电流下测试其电压会极低，大约只有4V左右。
    3.长期不用的电解电容器，由于氧化膜的分解，容量、耐压都有一定的衰减，在第一次使用时，应先加低压（1／2额定耐压）老化一段时间（等效电解电容器的赋能）。
    4.同样的容量和耐压的电解电容器，其体积较大、分量较重的一般耐压性能更好些；同样的容量和耐压的电解电容器，其相同的测试电流，电压指针偏转快的，漏电流较小。
    5.正品电解电容极限耐压一般为其额定电压的120％左右。
    6.当工作电压高于额定电压时，电容就较容易击穿。因此选用电解电容时，应使额定电压高于实际工作电压，并要预留一定的余量，以应付电压的波动。一般情况下，额定电压应高于实际工作电压的10％～20％，对于工作电压稳定性较差的电路，可酌情预留更大的余量。
    7.使用本电路测试电解电容器，不会造成电容的损坏。
三、测试电路的改进
    1.由于没有购买到合适的电压表头，DC250V以上挡不能指示。如果能够换成DC320v表头就比较理想。表头量程也不宜太大，否则会降低分辨率，用这样的表头去测试低耐压电容时，会造成读数偏差太大。
    2.为了取得更准确的测试电压，可将Rbl～Rbl0分压电阻换成相应稳压值的稳压管（加限流电阻）或多圈精密可调电阻。
    3.V1若换成数字式电压表，电压读数将更加直观、精确。不过需另外加装一组DC5v浮动电源。
    4.恒流电阻Ral～Rall，若用一只47∞电阻串联一只4.7kΩ多圈精密电位器代替后，其恒流值（1.1～12mA）可连续可调。
四、测试电路功能的扩展
    除了测试电解电容，本仪表还可以测试以下元件的部分参数：
    1.薄膜电容的耐压。薄膜电容的极限耐压一般高于其额定电压的50％～100％，测试时选择小电流挡（＜lmA），电压可选择2倍额定电压。相同容量的电容，充电速度越快，漏电流和损耗越小，质量越好。金属化薄膜电容器在测试时如听到轻微的"啪啪"声，说明其内部有局部击穿，应降低测试电压。
    2.压敏电阻的保护电压。电压挡和电流挡都可以放在最大挡位测试，电压表头所指即为压敏电阻的保护电压。
    3.LED的工作电压。由于LED的工作电压较低（1.5-3V），需在Cxal、Cxbl处并联数字电压表，电流挡选择5～10mA，通过数字表读数。
    4.二极管的反向击穿电压。对于1N4001系列耐压，其值小于250V的塑封二极管，电流挡可选择lmA，电压挡调至最高，利用电压表头读出其反向击穿电压。
    5.稳压二极管的工作电压。电流挡调至1～5mA，电压挡可略高于其额定值，在电压表头上可读出二极管的实际的稳压值。

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