阻容降压电路内的CBB降压电容失效原因的探讨

阻容降压电路内的CBB降压电容失效原因的探讨

电子报

故障现象：一台佛山产的“钻石”牌遥控风扇低速挡（1挡）转速很慢，中、高速挡运转基本正常；选择摆头功能时，风扇自动关机。

分析与检修：本着先易后难的维修原则，先检修转速慢的问题，再检修自动关机的问题。根据维修经验，风扇低速挡转速慢多为风扇的1.5μF启动电容（又称运行电容）容量不足致。用数字万用表电容挡测启动电容的容量已减为0.2μF左右，用同规格的电容更换后，低速挡转速恢复正常。

该机在按摆头键时出现自动关机现象，有点像负载过重导致的系统掉电现象，怀疑低压电源发生故障。拆机后对照实物检查，发现该机电路与附图所示的遥控风扇电路基本相同，就参考该图进行分析。

参见附图，－5V供电是220V市电电压通过阻容降压电路与滤波电路来完成的。根据维修的经验，直接来个简单粗暴的动作，对那个负责交流降压的CBB电容C1进行在线测量，结果让人大吃一惊，其标称容量为“105”（1μF），实测值仅为0.15μF。用一只105J400V电容更换后通电，摆头功能恢复正常，故障排除。

【提示】当C1的容量衰减过多（仅为标称容量的15%），就会导致供电电路的带载能力下降，在操作摆头键时，触发可控硅所需的控制电流虽然只增加了约10mA的有效负荷，但却直接将脆弱的供电能力拉垮。当供电电压不足4V后，控制芯片被复位。外在表现上，就是风扇突然自动关机。

作为家电维修，到此步骤就已完成任务。但本文的重点并非是记录维修过程，而是想和大家探讨CBB电容失效的原因。笔者的问题是：2只损坏的电容都是CBB电容，此类电容的特点是稳定可靠、“自愈性好”，为何都出现了容量衰减的问题呢？以往维修时，常碰到电容容量变小的情况，往往是一换了之，并没有对此进行深究，这种现象是电路设计问题，还是器件选用问题呢？如何提升器件应用的可靠性呢？这个话题才是本文讨论的重点。

先了解什么是CBB、CBB21/CBB22、CBB611A电容吧！依据国标GB2470-81的命名规则，第一字母“C”代表的是电容；“BB”代表的是电容介质为聚丙烯；后边的2个数字则分别表示电容的分类及序号。

【提示】CBB电容即为聚丙烯薄膜电容，它以金属箔作为电极，用无极性聚丙烯薄膜为介质制成的一种负温度系数无极性电容，所以CBB电容也被称为金属化聚丙烯膜电容。它主要分为非密封式（常用有色树脂漆封装）和密封式（用金属或塑料外壳封装）2种类型，电容量在1000pF～10μF之间，额定电压63～2000V。具有损耗小、电气性能优良、寿命长、良好自愈性能等优点。

通过以上的介绍，可见CBB21/CBB22/CBB61/CBB611A是金属化聚丙烯薄膜电容的不同规格型号而已，主要差别在于材料上或封装上有所不同。比如，21、22系列的，都是非密封结构，阻燃环氧粉末包封、镀锡铜线引出，具有防潮能力强、自愈性好、高绝缘、低损耗、低温升等特点，适用于直流、脉动电路中，多用在降压、耦合、谐振等电路。而61/611A系列电容则表示为适用于交流电压的金属化聚丙烯膜电容，多采用盒式密封式，常用于电机的启动。

经多方求证并查询资料，才弄明白导致CBB电容容量衰减的主要原因是内部的金属膜镀层氧化脱落。那金属膜镀层为啥会氧化呢？现有的解释是：无论是启动电容、运行电容，还是阻容降压，都串联在电路里，工作时会有持续的交流电流通过。虽然电容的有功功率很小，但实际上还存在无功功率的，所以电容长期流过电流时，会使电容内部温度升高而发热。而CBB21/22电容因采用粉末包封，密封性差，容易被外界的水汽侵入。这2个原因容易引起金属化镀层氧化，使镀层脱落，容量自然变小，甚至失效。另外，电网中各种瞬态过高的浪涌电压也会导致承担降压功能的CBB电容出现放电现象。这种放电自愈现象也会损伤电容金属化镀层，从而导致容量下降。在本例中，就是因为降压电容C1的容量衰减过多，导致了供电电路的带载能力下降。同样，对于风扇电机的运行（启动）电容CBB61而言，因电机启动过程中存在瞬间大电流冲击的情况，且使用过程中电网存在瞬态过高浪涌电压，也会使它的容量变小。

实际上，大家都知道电解电容使用寿命的问题，但对于类似CBB电容的无极性电容，很多人都认为其使用寿命是无限的，笔者也层如此认为。据相关资料介绍，在额定条件下，标称试验寿命1000小时的CBB电容，假定工作在额定电压 250VAC，环境温度为40℃，电容内部的最大温升为5℃，则推算出电容的预期寿命约为8年；若环境温度为60℃，则电容的寿命会衰减到2年。而CBB电容在实际应用时，电容承受的电压并非是标准的正弦交流电，而是存在各种的谐波电压、脉冲电压、谐波电流，同时电容的工作温度也不是恒定的，存在温差冲击。由此可见，在品质没有问题的情况下，CBB电容的实际工作电压、工作温度等因素都会影响其使用寿命。

【结论】经以上分析，发现CBB电容和电解电容一样，也有使用寿命的。从维修角度来讲，对电器产品中用作阻容降压或电机启动/运行的CBB电容，若使用年限超过1年的，先检测CBB电容的容量，能起到事半功倍的效果。

某些资料介绍，用于降压的CBB21/22电容损坏后，若使用CBB81系列电容（高压电容）代换，效果会更好。欢迎有更多的同行一起来谈谈这个常见的问题。

湖南  孙  勇