铝电解电容器的寿命推算
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发布: 05-04 16:27 作者: 本站整理 来源:
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| | 2. 铝电解电容器的寿命 2-1.忽略纹波电流时的寿命推算 一般而言,铝电解电容器的寿命与周围的环境温度有很大的关系,其寿命可以由以下公式计算。 其中,L:温度T时的寿命 L0:温度T0时的寿命 与温度比较,降压使用对电容器的寿命影响很小,可忽略不计。 2-2.考虑纹波电流时寿命的推算 叠加纹波电流,由于内部等效串连电阻(ESR)引起发热,从而影响电容器的使用寿命,产生的热量可由下式计算 P=I2R………………..(2) I:纹波电流(Arms) R:等效串联电阻(Ω) 由于发热引起的温升 其中,△T: 电容器中心的温升(℃) I: 纹波电流 (Arms) R: ESR (Ω) A: 电容器的表面积(cm2) H: 散热系数( 1.5~2.0x10-3W/cm2x℃) 上面公式(3)显示电容器的温度上升与纹波电流的平方以及等效串联电阻ESR成正比,与电容器的表面积成反比,因此,纹波电流的大小决定着产生热量的大小,且影响其使用寿命,电容器的类型以及使用条件影响着△T值的大小,般情况下,△T<5℃。下图表示纹波电流引起的温升的测量处 
测试结果: (1).考虑到环境温度和纹波电流时的寿命公式

其中,Ld:直流工作电压下的使用寿命 (K=2,纹波电流允许的范围内) (K=4,超过纹波电流范围时) T0:最高使用温度 T :工作温度 △T:中心温升 (2)电容器工作在额定的纹波电流和上限温度时,电容器的寿命可通过转化(4)式得到,如下:  其中,Lr:工作在额定纹波电流和最高工作温度下的寿命(h) △T0:最高工作温度下的电容器中心容许温升。
(3)考虑纹波电流,环境温度时可由(5)式得到下式:
 其中,I0:最高工作温度下的额定纹波电流(Arms) I:叠加的纹波电流(Arms) 由于直接测量电容器的内部温升存在着困难,下表列出了表面温度和内部核心温度的换算关系。 图表2-1 直径 | ~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 |
寿命的推算公式,原则上适用于周围环境温度为+40℃到最高工作温度范围内,但由于封口材料的老化等因素,实际的推算寿命时间一般最大为15年。 (表2-1 寿命推算曲线)
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