[实用新型]电容及开关电源高压铝电解电容纹波电流检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子领域，尤其涉及一种电容纹波电流检测装置及开关电源高压铝电解电容纹波电流检测装置。

背景技术

在电子技术高速发展的今天，开关电源在各式各样的电子设备都有使用。开关电源的寿命在很大程度取决于铝电解电容，因为在开关电源产品中，除铝电解电容以外的其他元器件只出现偶发故障，铝电解电容由于化学变化，会发生损耗性故障，这种故障模式与其他元器件的偶发故障模式相比，问题更加严重，因为对损耗性故障来说，只要一到确定的时间，就肯定要发生故障，因此，保证铝电解电容在开关电源使用寿命期内不发生故障十分重要。

由于铝电解电容从等效电路来看，并不是单纯的电容，而是包含有串联电阻和串联电感的电路，等效串联电阻是耗能元件，它的损耗功率变成热量，从而影响了铝电解电容的寿命，当铝电解电容中流过纹波电流时，其阻抗值不同电容发热的程度就不一样，其发生损耗故障的时间就不一样，但其阻抗是随频率变化的，所以各种铝电解电容都有规定在不同的工作频率下允许的纹波电流值（厂家提供），如果从可延长铝电解电容的寿命出发，应增加对纹波电流的余量，但这要有一个前提：如何测量电路中铝电解电容实际承受的纹波电流值？

在开关电源初级电路使用的铝电解电容与其它地方使用的铝电解电容还是有一些区别的，特点在于铝电解电容需要承受两种频率的纹波电流，一部分为市电50/60HZ的正弦交流电压通过整流后成为100/120HZ的脉动的直流电压，另外一部分为开关电源的开关电路部分的斩波电路通过高频开关器件将100/120HZ的电压斩成几十KHZ或几百KHZ的方波，当不同频率的纹波电流经过铝电解电容时，铝电解电容的阻抗是不一样的，所以同样大小的不同频率的纹波电流经过铝电解电容时产生的损耗功率不同，对铝电解电容寿命的影响也不一样，而且铝电解电容厂家也规定在不同的工作频率下允许的纹波电流值是不同的。因此，对开关电源的铝电解电容进行可靠性设计时，只有将这两种频率的纹波电流根据厂家提供纹波电流与频率的关系转换成同一种频率的纹波电流值进行计算，才能真实的反映开关电源铝电解电容的真实的纹波电流，而不至于发生电解电容的实际纹波电流超过额定值，导致电解液温度过高，使铝电解电容很快因电解液干枯而失效，影响用户正常使用，厂家的维护成本升高。而如果设计铝电解电容时将纹波电流值裕量设计过大，也会造成企业成本过高，影响竞争力。 

同时，工程上主要采用带有高频电流探头的示波器来测量铝电解电容的纹波电流，但该仪器的价格昂贵，一般在几十万以上。而且这种示波器测量的是以100/120HZ为基波但可以展开为高频纹波电流的一个波形，这个波形含包含所有的高频成分，测量的低频纹波电流分量远大于实际的低频纹波电流，虽然铝电解电容的可靠性无形中被提高很多，这无形中导致对高压电容的选择更加苛刻，直接增加了产品的成本。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电容纹波电流检测装置及开关电源高压铝电解电容纹波电流检测装置，可准确测量电容的纹波电流值，以最少的成本提高开关电源高压铝电解电容的可靠性，为企业降低研发成本和产品的维修成本，且实施本实用新型的成本低廉。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种电容纹波电流检测装置，包括：

采样电阻以及分别与所述采样电阻并联的高通滤波器和低通滤波器；所述采样电阻一端与待测电容的正极连接，另一端与输入电源连接；

与所述高通滤波器和低通滤波器连接的示波器，所述示波器对采样电阻上的高频电压和低频电压进行采样和获取；

与所述示波器连接的计算器，所述计算器将所述高频电压和低频电压转换为高频纹波电流和低频纹波电流，并进一步将所述高频纹波电流和低频纹波电流转换为标准频率下的纹波电流，且计算两个纹波电流的均方根值，得出流经所述待测电容的实际纹波电流。

其中，所述待测电容的负极接地，正极与所述采样电阻连接。

其中，所述输入电源包括两部分，一部分为市电压通过整流后形成的脉动的直流电压，另外一部分为开关电源的斩波电路对所述脉动的直流电压转换后形成的10KHz—1000 KHz方波。

其中，所述计算器包括：

预设所述待测电容的纹波电流与频率的比例系数，以及所述标准频率的参数设置模块；

根据所述示波器获取的高频电压、低频电压以及采样电阻的大小，计算通过所述采样电阻的高频纹波电流和低频纹波电流的第一计算模块；