反激式电源适配器失效问题的分析

早期失效问题的分析

反激式6V电源适配器的失效中,有很大的比例是输出整流滤波电容器的早期失效｡究其原因主要有:电容器来路不明､电容器额定电流明显小于实际电流､流过电解电容器的实际有效值电流明显高于预期电流值以及水合反应｡

1.电源适配器电容器来路不明

电容器来路不明是导致电解电容器失效的最主要问题｡原因很简单,电子市场的电解电容器有的就是电解电容器制造商的下线产品,最主要问题就是漏电流过大,最终结果就是电源适配器电解电容器的寿命明显缩短｡

来路不明的电解电容器还可能是非正规电解电容器制造商制造的,有的甚至没有出厂前高温老化,在用户手里由于是直接上电,修补制造过程所产生的缺陷如果没有限流电阻会产生很高电流和很高的热量,最终导致电解电容器的“爆浆”｡

来路不明的电解电容器还可能是拆机电容器,甚至会重新套膜,把较低额定电压改成较高额定电压产品｡这就会导致电解电容器的早期失效｡

2.电容量选择过低

有的低档反激式电源适配器为降低成本而选择低电容量的输出整流滤波电容器｡

个实际案例:某5V/1A输出的反激式电源适配器,输出整流滤波电容器选择了330F/16V的电解电容器,导致了早期失效,电源制造商认为是电解电容器的问题,通过查找国内外最新的电解电容器数据,均表明,这个电容量和额定电压下的电解电容器的额定纹波电流仅仅为500-600mA,而实际电流可定会超过1200mA,明显超过额定电流,必然导致电容器早期失效｡

3.电容器额定电流明显小于实际电流

如果电源适配器变压器设计不合理,会导致输出整流滤波电容器的纹波电流高于预期电流,使得电容器工作在过电流状态,从而导致早期失效｡

4.水合反应

由于降低电解电容器ESR最简单也是最便宜的办法就是提高电解液的含水率,而提高含水率在高温条件下会加剧电解电容器的“水合反应”使得电解电容器寿命缩短,甚至会导致电解电容器的早期失效｡

为了防止长低ESR寿命电解电容器的“水合反应”,电解电容器制造商曾不遗余力地想出各种抗“水合反应”的方法,如添加抗“水合反应”添加剂等措施,如果抗“水合反应”添加剂纯度不够,就会出现因“水合反应”的早期失效｡不仅如此,高含水率电解液电容器制造工艺要求严格,稍有偏差就会导致产品的早期失效,因此电解电容器制造竭力避免用高含水率的长寿命､高温的电解电容器,而改用含水率低或不含水的电商也在解液｡

避免因“水合反应”导致的早期失效最好的办法就是避免电解电容器工作在高温状态和尽量不用高含水率电解电容器｡

不要奢望温度折算系数和频率折算系数来提高电解电容器的工作电流

为了降低电源适配器成本,有时会想到电解电容器的温度补偿系数和频率补偿系数来降低电容量和额定电流的需求｡其实这是一个比较不切实际的想法｡原因在于,首先,低ESR的额定纹波电流就是在100kH条件下的,根本没有提升的余地;其次,试图利用温度补偿系数来降低电容器的额定纹波电流,所导致的结果就是寿命相应的缩短,这是没有争议的｡

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