●L 环境温度为T 时电解电容使用寿命（hour）

●L0 最大温度时电解电容的额定寿命(hour)

●T0 电解电容额定最高使用温度（deg℃）

●T 环境温度（deg℃）

●T0-T 温升（deg℃）

2.2 分析:

根据公式(1)可知

当电解电容工作温度在最高使用温度工作时(即T0=T)时,由公式(1)计算得到电解电容最小使用寿命为L=L0×20=L0即等于额定寿命,比如 8000小时，8000/8760=0.9年。

当电解电容工作温度低于最高使用温度10℃时,由公式(1)计算得到电解电容使用寿命为L=L0×2[T0-(T0-10℃）]/10℃=L0×21即等于额定寿命的2倍,即16000小时,16000/8760=1.8264年。

可见,电解电容使用寿命计算公式符合阿列纽斯方程结论

电解电容使用寿命计算

在电子产品中，影响电解电容寿命的因素有环境温度T 和纹波电流Irms。

电容承担的负载功率与纹波电流成正比，负载越大，纹波电流越大(电解充放电越深)，内部氧化膜分解时发热越厉害，修补时电解液消耗越多。见图1

纹波电流越大引起的发热越大，所以纹波电流引起的发热在电解电容寿命计算中要考虑。

3.1 纹波电流计算

1)电容容量

2)充电时间

3)放电时间

4)充电电流

5)放电电流

6)纹波电流

3.2 功率损耗计算

3.3 电解电容发热公式

达到热平衡时容器中心温度T0 和环境温度T 的温升由散热方式（空气散热、容器散热）和耗散功率PD 决定，用热阻来描述，热阻(Thermal Resistance)Rq ，单位（℃/W）：

●△T 加纹波电流I 时电解电容自身发热（deg℃）

● I 实际工作纹波电流（A rms）,

●β散热系数（W/℃ Cm2）

●S电解电容的表面积（cm2）

●R 电解电容等效阻抗（ESR Ω）

3.4 合成纹波电流计算

因为实际电路中,纹波电流包含有各种频率波形的纹波电流,所以对实际电路纹波电流的计算应该由合成纹波电流Irms 得到：

3.5 额定工作温度

电解电容的行业规定，在额定温度T0下，加上允许额定纹波电流I 产生的最大发热△t≤5 deg℃

因此实际纹波电流为Ir 时，电容器自身的发热是

●△t 为额定温度下加上额定纹波电流时电容器允许最大温升（deg℃）

●Ir 电容器额定纹波电流（Arms）

●I 为（计算的）实际工作纹波电流（ Arms）

3.6 电解电容寿命计算

由上面的分析可知,考虑纹波电流后的电解电容的寿命计算公式最后为:

●T0 为额定温度(比如105℃)

●Δt 为额定温度时最大允许温升5℃

●T 为环境工作温度(比如55℃)

●ΔT 为T 温度时纹波电流产生的发热值(比如20℃)

举例

一电容ED33uF/200V/105℃，额定寿命L0=8000 小时，允许纹波电流I=195mA/120Hz,在环境为55℃的110V/60Hz 电路中应用。

4.1 三角波

4.2 弦波

4.3 合成

4.4 发热

4.5 寿命

1)不考虑纹波电流的使用寿命

2)考虑纹波电流的实际使用寿命

结论

由上面例子计算可知,纹波电流对电解电容寿命的影响是非常大的,电路工程师在设计使用电解电容时,不但要考虑电容工作的环境温度,还要考虑电路纹波电流对电解电容寿命带来的影响,尽可能的延长电解电容的使用寿命。

电路呈容性或强感性会影响到三极管等安全切换,使晶体管损耗加重,发热增大，并在电解电容上叠加有很高的单尖锋纹波电流，充放电纹波电流变窄变高，最后使电解电容严重发热直至损坏,表现为冒顶﹑冒汽﹑漏液或爆炸。

尽量选择质量好的电解电容，密封性能好的电容，切不可使用寿命减半的拆件电解电容。给电解电容一个安全的工作环境，合理的设计，才是解决电解电容冒顶﹑冒汽﹑漏液以延长寿命的解决之道。

来源：网络整理。如涉及版权，请联系删除。返回搜狐，查看更多