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影響電解電容壽命的因素
來源:
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作者:深圳容全電子
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發(fā)布時(shí)間: 2024-02-24
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電解電容的壽命取決與其內(nèi)部溫度。因此，電解電容的設(shè)計(jì)和應(yīng)用條件都會(huì)影響到電解電容的壽命。從設(shè)計(jì)角度，電解電容的設(shè)計(jì)方法，材料，加工工藝決定了電容的壽命和穩(wěn)定性。而對(duì)應(yīng)用者來講，使用電壓，紋波電流，開關(guān)頻率，安裝形式，散熱方式等都影響電解電容的壽命。
一些因素會(huì)引起電解電容失效，如極低的溫度，電容的溫升（焊接溫度，環(huán)境溫度，交流紋波），過高的電壓，瞬間電壓，甚高頻或反偏壓；其中溫升是對(duì)電解電容工作壽命影響最大的因素。
電容的導(dǎo)電能力由電解液的電離能力和粘度決定。當(dāng)溫度降低時(shí)，電解液粘度增加，因而離子移動(dòng)性和導(dǎo)電能力降低。當(dāng)電解液冷凍時(shí)，離子移動(dòng)能力非常低以致非常高的電阻。相反，過高的熱量將加速電解液蒸發(fā)，當(dāng)電解液的量減少到一定極限時(shí)，電容壽命也就終止了。在高寒地區(qū)（一般-25℃以下）工作時(shí)，就需要進(jìn)行加熱，保證電解電容的正常工作溫度。
電容器在過壓狀態(tài)下容易被擊穿。電解電容的電壓選擇一般進(jìn)行二級(jí)降額，降到額定值的80%使用較為合理。
3.壽命影響因素分析
除了非正常的失效，電解電容的壽命與溫度有指數(shù)級(jí)的關(guān)系。因使用非固態(tài)電解液，電解電容的壽命還取決于電解液的蒸發(fā)速度，由此導(dǎo)致的電氣性能降低。這些參數(shù)包括電容的容值，漏電流和等效串聯(lián)電阻，影響電解電容壽命的幾個(gè)直接因素：紋波電流和等效串聯(lián)電阻值、環(huán)境溫度、從熱點(diǎn)傳統(tǒng)到周圍環(huán)境的總的熱阻。電容內(nèi)部溫度最高的點(diǎn)，叫熱點(diǎn)溫度。熱點(diǎn)溫度值是影響電容工作壽命的主要因素。而下列因素又決定了熱點(diǎn)溫度值實(shí)際應(yīng)用中的外界溫度（環(huán)境溫度），從熱點(diǎn)傳統(tǒng)到周圍環(huán)境的中的熱阻和由交流電流引起的能量損耗。電容的內(nèi)部溫升與能量損耗成線形關(guān)系。
電容充放電時(shí)，電流在流過電阻時(shí)會(huì)引起能量損耗，電壓的變化在通過電介質(zhì)時(shí)也會(huì)引起能量損耗，再加上漏電流造成的能量損耗，所有的這些損耗導(dǎo)致的結(jié)果是電容內(nèi)部溫度升高。
電解液通過密封墊的蒸發(fā)決定了長壽命的電解電容工作時(shí)間。當(dāng)電容的電解液蒸發(fā)到一定程度，電容將最終失效（這個(gè)結(jié)果會(huì)因內(nèi)部溫升而加速）。同時(shí)存放的時(shí)間越長，質(zhì)量下將的比例越大。
LO/LR：電容加速壽命，可以查閱電容規(guī)格書（如果資料提供在最高溫度下的數(shù)據(jù)（如2000小時(shí)），則用LO,后面對(duì)應(yīng)KR1，如果資料提供最高溫度、施加可允許最大紋波電流下的數(shù)據(jù)，則用LR,后面對(duì)應(yīng)KR2）
KT：環(huán)境溫度影響系數(shù)（每升高10度，壽命降低一半）
KT等于2的（TO-TX）/10次方
KR1/KR2：紋波電流影響系數(shù)
KR1與LO對(duì)應(yīng)，等于2的-T/5次方.T：紋波電流所引起的電容內(nèi)部溫升
KR2與LR對(duì)應(yīng)，等于2的（Tm-T）/5次方，Tm：施加最大電容允許紋波電流所引起的電容內(nèi)部溫升；T實(shí)際紋波電流所引起的電容內(nèi)部溫升。
Kv：工作電壓影響系數(shù)（對(duì)大多數(shù)電容，實(shí)際工作電壓為額定電壓的0.8，則Kv=1）
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