Предварительная формовка “электролитов” или лечим конденсаторы.
Автор: В. Башкатов. материал подготовил А. Кищин (UA9XJK)
Как показывает радиолюбительская практика, многие электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы, пролежавшие без употребления несколько лет, теряют свою емкость, имеют повышенный ток утечки и большие потери. Однако радиолюбителям чаще всего попадаются именно такие древние - конденсаторы, пролежавшие по 10 и более лет, так как цена их минимальна. Импортные электролитические конденсаторы, как правило, очень дороги, хотя, бесспорно, они более качественные, чем абовянские имеют меньшие габариты, небольшие отклонения от паспортной емкости и минимальные диэлектрические потери, и токи утечки.
Включать старые конденсаторы ранних выпусков типа К50, К52 и т.п. в сглаживающие фильтры блоков питания без специальной обработки крайне нежелательно. Некоторые из них из-за повышенного тока утечки при непосредственном включении под постоянное напряжение начинают греться. При сильном нагреве электролит может вскипеть и повредить конденсатор (который попросту взорвется) Сильный хлопок и перегорание предохранителя при повреждении конденсатора - не самое страшное. Разбрызгавшийся горячий электролит измажет внутри весь аппарат, а при неблагоприятном стечении обстоятельств может вызвать ожог частей тела.
Простейший способ проверить наличие утечки конденсатора - это зарядить его пониженным постоянным напряжением и по истечении некоторого времени проверить на наличие или отсутствие заряда. Конденсатор, имеющий утечку, быстро саморазрядится, а качественный электролитический конденсатор будет держать заряд долго.
Теперь немного теории. Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы при своей значительной емкости имеют малые размеры (сказывается тонкий слой диэлектрика). В радиоэлектронных схемах они находят самое широкое применение: в фильтрах выпрямителей, в качестве блокирующих и развязывающих в цепях звуковых частот, в качестве переходных в полупроводниковой технике и др. Диэлектриком в таких конденсаторах является тончайший слой окиси на металле.
Одной обкладкой является металл, на котором образован оксидный слой, другой служит электролит (в электролитических конденсаторах), либо слой полупроводника (в оксидно-полупроводниковых). Оксидная пленка обладает односторонней проводимостью, поэтому при монтаже необходимо соблюдать полярность подключения электролитических и оксидно-полупроводниковых конденсаторов. Если этого не учитывать, оксидный слой теряет свои диэлектрические свойства и конденсатор выходит из строя.
Аналогичная картина происходит и с конденсаторами, длительное время не используемыми. У них со временем оксидный слой -рассасывается, что служит причиной повышенного тока утечки, избыточных потерь и в конечном итоге может привести к повреждению. Если такому на первый взгляд неисправному конденсатору вовремя провести формовку, то оксидный слой у него восстановится.
Физический процесс формовки конденсаторов представляет собой обычный электрохимический электролиз. После формовки параметры конденсатора восстанавливаются. В дальнейшем, как правило, аппаратура периодически включается в сеть, и конденсаторы периодически подформовываются тренируются, сохраняя тем самым свои свойства.
Формовку электролитических и оксидно-полупроводниковых конденсаторов больших емкостей (100 мкФ и более) удобно производить простейшим устройством, схема которого показана на рис.1.
Здесь резистор R1 выполняет роль ограничительно - предохранительного (ограничивает ток и не позволяет разогреваться электролиту), его сопротивление не критично и зависит от тока утечки конденсатора, но желательно применять резистор с запасом по мощности (остеклованный), так как маломощные сопротивления при больших токах утечки могут перегореть.
Переменное напряжение - U (с частотой сети 50 Гц) должно быть меньше номинального рабочего напряжения конденсатора на выходе однополупериодного выпрямителя примерно в 2 раза.
Формовать можно несколько параллельно включенных конденсаторов. Время формовки конденсаторов должно составлять около двух суток.
Автор применил такую схему формовки для электролитических конденсатора, пролежавших без дела. Около 15 лет и смонтированных в бестрансформаторном блоке питания (с удвоением напряжения) усилителя мощности на 4-х лампах 6П45С для коротковолнового трансивера. При первоначальной попытке подключить конденсаторы в блок питания без выполнения предварительной формовки из 6 конденсаторов К50 два вышли из строя, что и навело на размышления.
После отключения блока питания от сети на отформованном конденсаторе электрический заряд сохраняется от нескольких часов до суток. Поэтому, если возникла необходимость после отключения блока питания от сети сделать в нем какие-либо работы, то, естественно, конденсаторы по технике безопасности следует разрядить.
Однако хочу сразу предостеречь радиолюбителей (и не только) от практики разряда отключенных электролитических конденсаторов путем закорачивания их выводов металлическими предметами или проводниками (например, через отвертку), так как в таких случаях в моей практике имели случаи повреждения конденсаторов.
Вскрытие повредившихся конденсаторов показало, что причиной выхода из строя становилось перегорание внутренних тонких проводников - выводов, идущих с обкладок конденсатора на внешние выводы. Учитывая большую емкость конденсатора и очень малое сопротивление внешней закорочки (сотые доли ома), при разряде конденсатора возникает огромный импульс тока в десятки ампер, который быстро разогревает внутренний вывод и в результате он перегорает (как предохранитель). Если этого не случится в первый разряд, так может произойти в последующие.
Поэтому рекомендую производить разряд конденсаторов высоковольтных блоков питания аппаратуры с помощью изолированных щупов, между которыми последовательно включен резистор сопротивлением 50-100 Ом. Естественно, держать такое сопротивление на выводах конденсатора приходится дольше, чем отвертку.
Литература:
1. Ю. Н. Рожин - Полупроводниковая радиоэлектроника. Киев, Радянська школа: 1982г.
2. В помощь радиолюбителю, вып. №109
3. Радио хобби №3/2001
Главная 
