[原創]影響電解電容壽命的因素

ID:47851 · 發表于 2013-1-31 17:32

影響電解電容壽命的因素根據壽命公式，可以得出影響壽命的應用因素為：紋波電流(IRMS)、環境溫度（Ta）、從熱點傳遞到周圍環境的總的熱阻（Rth）。1.紋波電流紋波電流的大小，直接影響電解電容內部的熱點溫度。查詢電解電容的使用手冊，就可以得到紋波電流的允許范圍。如果超出范圍，可以采用并聯方式解決。2.環境溫度（Ta）和熱阻（Rth）根據熱點溫度的公式，電解電容的應用環境溫度也是重要因素。在應用時，可以考慮環境散熱方式、散熱強度、電解電容與熱源的距離、電解電容的安裝方式等。電容器內部的熱量，總是從溫度最高的“熱點”向周圍溫度相對較低的部分傳導。熱量傳遞的途徑有幾種：其一是通過鋁箔和電解液傳導。如果電容被安裝在散熱片上，一部分熱量還將通過散熱片傳遞到環境中。不同的安裝方式和間距和散熱方式都將影響電容到環境的熱阻。從“熱點”傳遞到周圍環境中的總熱阻用Rth 來表示。采用夾片安裝，將電容安裝在熱阻為2℃/W的散熱片上，所得到的電容熱阻值Rth　=　3.6℃/W；采用螺栓安裝方式，將電容安裝在熱阻為2℃/W散熱片上、強迫風冷速率為2m/s時，所得到的電容熱阻值Rth　=　2.1℃/W。（以PEH200OO427AM型電容為例，環境周圍溫度為85℃）。另外將延長的陰極鋁箔與電容器鋁殼直接接觸，也是很好的降低熱阻的方法。同時應注意鋁殼會因此帶負電，不能作負極連接。電容必須正確安裝才能達到它的設計工作壽命。例如：RIFA　PEH169系列和PEH200系列應該豎直向上安裝或者水平安裝。同時確保安全閥朝上，這樣熱的電解液及蒸氣才能在電容失效的情況下，從安全閥順利排出。當電容排列很緊湊時相鄰電容間至少應留出5mm的間隔以保證適量的空氣流動。使用螺栓安裝時，螺母扭矩的控制非常重要。如果擰得太松，則電容與散熱片間就不能緊密接觸；如果擰得太緊，又可能使螺紋損壞。同時應注意電容器不應倒置安裝，否則可能造成螺栓的折斷。電容安裝時應盡量遠離發熱元件，否則過高的溫度會縮短電容器的使用壽命，從而使得電容器成為整個電路中壽命最短的部件。在環境溫度較高的情況下，盡量采用強迫風冷，將電容安裝在進風口處。3.頻率的影響若電流由基頻和多次諧波構成，則須計算每次諧波產生的功率損耗值，并將計算結果相加以求得總損耗值。在高頻應用中，電容兩端引線應盡量短以減小等效電感。電容的諧振頻率(fR)，因電容器種類不同而不同。對于焊片式和螺栓連接式鋁電解電容，諧振頻率在1.5kHz至150kHz之間。如果電容器在高于諧振頻率時使用，對外特性呈感性。4　結語綜上所述，在避免非正常失效的情況下，選擇正確的應用條件和環境，電解電容的壽命是可以保障的。

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