電容器自診斷
發布時間:2018-05-29 來源:Peter Demchenko 責任編輯:wenwei
【導讀】電解電容器是(shi)種(zhong)很(hen)不(bu)可(ke)靠(kao)的(de)電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian)。其(qi)中(zhong)一(yi)種(zhong)失(shi)效(xiao)是(shi)逐(zhu)漸(jian)失(shi)去(qu)容(rong)量(liang),這(zhe)在(zai)電(dian)源(yuan)故(gu)障(zhang)發(fa)生(sheng)之(zhi)前(qian)幾(ji)乎(hu)察(cha)覺(jiao)不(bu)到(dao)。因(yin)此(ci),如(ru)果(guo)可(ke)以(yi)監(jian)測(ce)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)狀(zhuang)況(kuang),將(jiang)很(hen)有(you)價(jia)值(zhi)。本(ben)文(wen)中(zhong)的(de)設(she)計(ji)方(fang)案(an)可(ke)用(yong)來(lai)監(jian)控(kong)掉(diao)電(dian)期(qi)間(jian)的(de)電(dian)容(rong)電(dian)壓(ya),並(bing)將(jiang)超(chao)出(chu)規(gui)格(ge)的(de)狀(zhuang)態(tai)記(ji)錄(lu)到(dao)NVRAM/EEPROM存儲器中。
電dian解jie電dian容rong器qi遠yuan不bu是shi最zui可ke靠kao的de電dian子zi元yuan件jian。其qi中zhong一yi種zhong失shi效xiao是shi逐zhu漸jian失shi去qu容rong量liang,這zhe在zai電dian源yuan故gu障zhang發fa生sheng之zhi前qian幾ji乎hu察cha覺jiao不bu到dao。因yin此ci,如ru果guo可ke以yi實shi時shi監jian測ce電dian子zi設she備bei濾lv波bo電dian容rong器qi的de狀zhuang況kuang,那na將jiang是shi很hen有you價jia值zhi的de。
下麵這個簡單的設計方案可用來監控掉電期間的電容電壓,並將超出規格的狀態記錄到NVRAM / EEPROM存儲器中。

圖1:概念性電容監控電路(單通道)。
這個設計隻需要一個微控製器、ADC和一些非易失性存儲器,這意味著對大多數係統而言,基本上不需要額外的成本或組件。圖1隻顯示了一個監測通道,當然也可以檢查多個電壓(例如,穩壓器的輸入電壓VIN 和多個輸出電平 VOUT)。
當關閉(P_OFF)信號發送到係統時,μC就禁止所有中斷以及電路中重要的(和不可預知的)功耗。
然後,μC通過計算電壓下降一定量所需的時間來估算濾波器電容。或者,程序也可以測量一定時間之前和之後的電壓差。
無論哪種情況,在所有電源的最小輸出電壓VOUT和μC所需的最小工作電壓之間必須有足夠的餘量,以便有足夠的時間進行測量。
如果測量值不在規定的範圍內,μC會將診斷數據寫入NVRAM,可在下次加電時對其執行操作。
R1和R2的功能與ADC輸入範圍相匹配,並可作為電容放電的主要“測試負載”。有源電路汲取的電源電流變化太大而不能依賴。
如有必要,僅在斷電期間接通電阻,以便電源電流可以最小化,如圖2所示。

圖2:切換測試負載以降低功耗。
在計算閾值時,不要忘記電容是與溫度甚至可能與電壓有關的,並且可能有相當寬的容差。
本文轉載自電子技術設計。
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