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电解电容的反向充电与超压测试
头疼脑壳昏2023/01/16电磁炮 IP:湖北

             冬天了.之前造的boost的炮都不太灵光了. 初速120的炮.降到七八十. sticker

    先说结论:

1,经过反向电压后的电容,容量下降约20%.内阻翻了接近一倍!

2,经过正向超压后的电容.容量下降约20%,内阻变化不明显.

 前些天在琢磨着如何给电容升温.想到反向漏电流,和正向漏电流来加热电容. 这样更直接,更快速.  今天空下来正好做个测试.


 反向充电对电容的影响  

测试对象:红宝石QXW系列. 450V150uF电容

测试方法1: 将电解电容反向加上电压.恒流70mA.这时电容的外壳温度保持在50℃左右. 

微信图片_20230116095859.jpg 微信图片_20230116095931.jpg


持续70分钟后. 停止测试. 因为发现电容表明已经微微鼓起来了.

微信图片_20230116095939.jpg

静置,待冷却到室温后(13℃左右),上电桥测试.

微信图片_20230116095947.jpg

与未遭遇反压摧残的电容对比.

微信图片_20230116095951.jpg


经过反压摧残后的电容,容量下降了20%.内阻翻了接近一倍! 

拆开电容后.发现摧残过的电容.冒油了... (右侧是同型号的新电容拆开后的样子)

QQ图片20230116104127.jpg

在两个电容上相同位置各取一小段负极材料,肉眼观察. 新电容上泛着油光. 而摧残过的电容表明呈磨砂质感. 

1673837000027.png

400倍放大镜下观察. 

新电容

微信图片_20230116103656.jpg

摧残过的电容

微信图片_20230116103650.jpg



正向超压对电容的影响

测试对象: 常见绿金电容. 25V4700uF电容

测试方法: 将电解电容反向加上电压.恒流50mA.这时电容的外壳温度保持在50℃左右. 

微信图片_20230116140321.jpg 微信图片_20230116140330.jpg


经过60分钟的超压测试后. 电容表面微微鼓起.带冷却至室温后. 上电桥测试. 容量已降到3190uF.

对比初始的4012uF . 容量下降了约20%. 内阻无明显变化.

微信图片_20230116140337.jpg 微信图片_20230116140342.jpg


结论: 反向充电,与正向超压导致电容的温度升高,都会使得电容容量下降.降低电容寿命.

大家有啥想法,欢迎讨论!




[修改于 1年11个月前 - 2023/01/16 14:15:51]

来自：物理高能技术 / 电磁炮特殊话题：事故报告动手实践：实验报导
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~~空空如也
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1年11个月前 IP:重庆
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1楼

前来捧场，什么人会想到反压升温这种折磨电容的方😂


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虎哥
1年11个月前 IP:四川
914540
2楼

大佬已经开始关注温度稳定性了啊……

我觉得弄清楚温度到底影响了什么，再采取措施或许精准一点，应该不止给电容恒温这一种办法。

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20！Dopaminor
1年11个月前 IP:广东
914543
3楼

超压最高超到多少V了？


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三水合番
1年11个月前 IP:黑龙江
914544
4楼

用电能这种高品位能源去换热能这种低品位能源，挺亏的。

不如放一排怀炉芯😂需要加热的时候往里倒点煤油

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古法造轮
1年11个月前 修改于 1年11个月前 IP:福建
914545
5楼
引用三水合番发表于4楼的内容
用电能这种高品位能源去换热能这种低品位能源，挺亏的。不如放一排怀炉芯😂需要加热的时候往里倒点煤油

在这里用感觉确实是挺亏的。

让我有点崩溃的还是在化学电容上超压和接反向电压，有点像超量程使用电子称。虽然只是好奇做个测试，还是让我有点抓狂。


电解电容使用温度每高 10 度，寿命差不多就要减半。高温使用电容有啥好处吗？


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三水合番
1年11个月前 IP:黑龙江
914554
6楼
引用古法造轮发表于5楼的内容
在这里用感觉确实是挺亏的。让我有点崩溃的还是在化学电容上超压和接反向电压，有点像超量程使用电子称。虽...

他不是为了高温（比如七八十度），是为了避免低温（比如零下）

电解电容在低温下容量会下降，内阻会显著上升（能升几倍）。据说原因是电解液黏度上升，渗不到极箔里，所以容量下降。同时电阻率增加，所以内阻上升。

这会让电磁炮的电流幅度减小，波形变差，出速下降。而且这对于楼主要做的开环时序炮影响格外大。因为某一级加速不达标的话，可能会导致在后面的级触发的时候，弹丸还没来得及飞到线圈附近，就起不到加速效果了，导致出速剧烈下降。


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虎哥
1年11个月前 IP:四川
914555
7楼
引用三水合番发表于6楼的内容
他不是为了高温（比如七八十度），是为了避免低温（比如零下）电解电容在低温下容量会下降，内阻会显著上升...

要是有源控制的，可以加温度传感器做软件补偿。如果是谐振无控的，就比较难办了。

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头疼脑壳昏作者
1年11个月前 IP:湖北
914563
8楼
引用虎哥发表于2楼的内容
大佬已经开始关注温度稳定性了啊……我觉得弄清楚温度到底影响了什么，再采取措施或许精准一点，应该不止给...

虎哥说笑啦。

我那两个炮里是带有温度传感器的，本来是打算根据温度自动选择时序的。后来实测了一下电容低温下的内阻，后就放弃了。同样一颗电容30℃时候，内阻300mΩ，到了0℃时候，内阻会升到1400mΩ。这个量级的电容内阻，会让电炮性能会降低很多 sticker

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头疼脑壳昏作者
1年11个月前 IP:湖北
914565
9楼
引用20！Dopaminor发表于3楼的内容
超压最高超到多少V了？

根据测试过的一些红宝石和尼吉康的电解电容，超压20%时候，漏电流会快速增加。所以个人认为，极限是标称的120%。但是唯一测过的绿金电容（常见绿色和金色皮），只能超压5%左右（单次单样品测试，未重复验证）。


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头疼脑壳昏作者
1年11个月前 IP:湖北
914566
10楼
引用三水合番发表于4楼的内容
用电能这种高品位能源去换热能这种低品位能源，挺亏的。不如放一排怀炉芯😂需要加热的时候往里倒点煤油

大佬这方案很新奇哇，倒是可以做一个保温箱，在保温箱里多放几个怀炉烧着


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冬天里的知了
1年11个月前 IP:安徽
914978
11楼

薄膜电容会不会有影响？弱弱的问一句。


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书呆子lhj
1年11个月前 IP:广东
915000
12楼
引用冬天里的知了发表于11楼的内容
薄膜电容会不会有影响？弱弱的问一句。

不会

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章鱼wheat
1年9个月前 IP:江西
918692
13楼

直接在散热风扇前面加个电阻丝，热的时候可以散热，冷的时候可以加热，岂不美哉

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OMEGAERJSH
1年9个月前 IP:黑龙江
918715
14楼

不知道贴一些热帖能好点不😂

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2SC1970
11个月23天前 IP:四川
928114
15楼

既然低温下内阻升高，那么P=U^2/R，放电时内阻产热也会增加

所以是不是开几炮就正常了（）或者把电容和巨额产热部件（线圈）放一起，让线圈放热维持电容温度

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头疼脑壳昏
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