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鋁電解電容器的壽命

時間：2014-06-20 15:09:02來源：深圳江浩電子有限公司

導語：?忽略紋波電流時的壽命推算

一般而言，鋁電解電容器的壽命與周圍的環(huán)境溫度有很大的關系，其壽命可以由以下公式計算。

其中，L：溫度T時的壽命

L0：溫度T0時的壽命
與溫度比較，降壓使用對電容器的壽命影響很小，可忽略不計。
2-2.考慮紋波電流時壽命的推算
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量處
 
測試結(jié)果：
（1）.考慮到環(huán)境溫度和紋波電流時的壽命公式
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，超過紋波電流范圍時）
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，電容器的壽命可通過轉(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，原則上適用于周圍環(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，實際的推算壽命時間一般最大為15年。
 
（表2-1 壽命推算曲線）

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