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鋁電解電容器的壽命

時(shí)間:2014-06-20 15:09:02來(lái)源:深圳江浩電子有限公司

導(dǎo)語(yǔ):?忽略紋波電流時(shí)的壽命推算

一般而言,鋁電解電容器的壽命與周?chē)沫h(huán)境溫度有很大的關(guān)系,其壽命可以由以下公式計(jì)算。

其中,L:溫度T時(shí)的壽命

L0:溫度T0時(shí)的壽命
與溫度比較,降壓使用對(duì)電容器的壽命影響很小,可忽略不計(jì)。
2-2.考慮紋波電流時(shí)壽命的推算
疊加紋波電流,由于內(nèi)部等效串連電阻(ESR)引起發(fā)熱,從而影響電容器的使用壽命,產(chǎn)生的熱量可由下式計(jì)算
P=I2R………………..(2)
I:紋波電流(Arms)
R:等效串聯(lián)電阻(Ω)
由于發(fā)熱引起的溫升 
其中,△T: 電容器中心的溫升(℃)
I: 紋波電流 (Arms)
R: ESR (Ω)
A: 電容器的表面積(cm2)
H: 散熱系數(shù)( 1.5~2.0x10-3W/cm2x℃)
上面公式(3)顯示電容器的溫度上升與紋波電流的平方以及等效串聯(lián)電阻ESR成正比,與電容器的表面積成反比,因此,紋波電流的大小決定著產(chǎn)生熱量的大小,且影響其使用壽命,電容器的類(lèi)型以及使用條件影響著△T值的大小,般情況下,△T<5℃。下圖表示紋波電流引起的溫升的測(cè)量處
 
測(cè)試結(jié)果:
(1).考慮到環(huán)境溫度和紋波電流時(shí)的壽命公式
其中,Ld:直流工作電壓下的使用壽命
(K=2,紋波電流允許的范圍內(nèi))
(K=4,超過(guò)紋波電流范圍時(shí))
T0:最高使用溫度
T :工作溫度
△T:中心溫升
(2)電容器工作在額定的紋波電流和上限溫度時(shí),電容器的壽命可通過(guò)轉(zhuǎn)化(4)式得到,如下:
 
其中,Lr:工作在額定紋波電流和最高工作溫度下的壽命(h)
△T0:最高工作溫度下的電容器中心容許溫升。
(3)考慮紋波電流,環(huán)境溫度時(shí)可由(5)式得到下式:
 
其中,I0:最高工作溫度下的額定紋波電流(Arms)
I:疊加的紋波電流(Arms)
由于直接測(cè)量電容器的內(nèi)部溫升存在著困難,下表列出了表面溫度和內(nèi)部核心溫度的換算關(guān)系。
直徑
~10 12.5~16 18 22 25 30 35 
中心/表面 1.1 1.2 1.25 1.3 1.4 1.6 1.65
 
壽命的推算公式,原則上適用于周?chē)h(huán)境溫度為+40℃到最高工作溫度范圍內(nèi),但由于封口材料的老化等因素,實(shí)際的推算壽命時(shí)間一般最大為15年。
 
(表2-1 壽命推算曲線(xiàn))

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