这个电解电容接反了吗?
Posted 卓晴
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了这个电解电容接反了吗?相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
§01 电路中错误
在博文 基于光耦的LED振荡电路 介绍了一款基于光耦的多谐振荡电路,对于光耦前向耦合电流增益的特性进行了讨论。博文分别被公众号 TSINGHUAZHUOQING 与 电子工程专辑 转载。
▲ 图1.1 光耦振荡器及其电路
在 电子工程专辑的留言中,有读者对于电路图中电解电容 C 1 C_1 C1的极性提出了疑问。图中, C 1 C_1 C1的正极连接在光耦的PIn1,负极连接在光耦Pin3。X
- Coffee:
电路原理图错误,C1电解电容接反了,正确应该是正极接反馈光耦第3脚,负极接第2脚,接反了的话电容会一直反偏近似短路二极管常亮,光耦发热会很严重。看实物动图,一般光耦原点位是第一脚,电容接法也是反的,不知道为什么能闪。电路刚实搭了一个测试过。 - 北纬30度:
电解电容上电压怎么是负的,电解电容不是不能为负吗? - 北纬30度:
是啊,我也觉得电解电容如果这样接电压为负,不符合电解电容用法。@coffee
按照基于光耦的LED振荡电路显示电路中各点的电压波形来看,的确电容 C 1 C_1 C1的极性呈现反向,也就是它的负极性的电压始终比起正极要高。
▲ 图1.2 示波器显示电路中各部分的电压波形
那么问题来了:对于电解电容在应用过程中需要避免施加的电压极性出错,但为什么在实验中,电容的极性反了,但电路工作确很正常呢?而且电容似乎也没有什么损坏的样子?
§02 反极性电压
2.1 电解电容结构
之所以不能将电解电容上施加的电压极性调换,是因为其内部结构使然。在普通的铝电解电容中,有一层专门处理过的铝膜作为阳极,通过腐蚀使得阳极铝箔表面表的粗糙,并且覆盖了一层氧化膜。粗糙的表面增加了电容极板的面积,薄薄的氧化膜充当电容极板之间的绝缘介电材料。
▲ 图1.3 电解电容内部的结构
除此之外外还有另外一层它连同电解液充当电容的阴极。浸满电解液的绝缘纸可以有效防止阴极和阳极短路,并饱含电解液。
在施加正确极性的电压时,作为绝缘层的氧化膜很稳定,而且还具有自愈功能,破损的氧化膜会自动形成修复。
在施加反向极性电压后,氧化膜会在电化学作用下被溶解,最先破损的部分就会导致短路并使得电解气化,温度上升,最终导致电容损坏。
▲ 图2.1.2 电解电容内部的两个电极
2.2 为什么电容不立即损坏?
那么前面电路中的电解电容,命名在施加了反向电压之后,为什么电路还能够继续使用,并且电容似乎也没有任何损坏的现象呢?
根据网页 Does an electrolytic capacitor degrade each time it receives reverse voltage? 中的讨论,可以看到电解电容之所以没有立即损坏,原因有:
- 反向极性破坏电容氧化膜的过程相对比较缓慢,所以短时间极性相反电压电容还是能够正常工作;
- 铝电解电容的氧化膜能够抵抗 1 ~ 1.5V的反向电压;在温度高的时候,容忍反向电压降低;
因此,一个电解电容施加反向极性电压,如果还没有损毁,要么别着急,是因为时间还没到;要么就是施加的反向电压太小。
§03 开膛破腹
如果手边恰好有一个无辜的电解电容,一把锋利的斜口钳也在旁边冷笑。但凡能动手绝不瞎哔哔的你就会将电容开膛破腹,一探究竟。
打开电容,解开捆卷在一起的铝膜和过滤纸。从结构上来看与所了解到的铝电解电容是一致的。但还是有少许的不同:
- 从外观上来看,正负两极的铝板大体相似,看不出太大的差别;
- 正极的铝箔显得较厚,负极的铝膜薄,偏软。
▲ 图3.1 开膛破腹的电解电容
如果使用万用表测量两个铝箔的表面,所得到的阻值都是0。说好的绝缘氧化层呢?原来在这种低压电解电容里,绝缘氧化层非常薄,它们很容易就被破坏掉。
如果将电解电容施加长久的反向电压,等它彻底损坏爆破之后,再观察两个铝箔外观会有什么变化吗?
这的确是一个好的主意,不过手边的电容恰好没有了。等找到好的电容再测试一下吧。
■ 相关文献链接:
- 基于光耦的LED振荡电路
- TSINGHUAZHUOQING
- 电子工程专辑
- Does an electrolytic capacitor degrade each time it receives reverse voltage?
● 相关图表链接:
以上是关于这个电解电容接反了吗?的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章