温度和电气因素如何影响电解电容器的寿命

2022年7月5日

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电解电容器寿命缩短的最常见原因是液体电解质的蒸发或泄漏。
电解电容器的寿命或使用寿命在数据表中定义，在标称电压、标称电流、最高类别温度下，电容变化、损耗因子(tan ẟ)和泄漏电流设置了特定的限制。
电解电容器在实际工况下寿命应大于负载寿命数倍。

电解电容器是目前使用的最古老的电容器技术之一

电子电路依赖于直流-直流转换器和交直流转换器的操作。转换器是电子电路中的电源。DC-DC转换器电源将电池电压提高或降低到所需的幅度。交直流变换器电源产生所需的直流电压电路操作从电源。

电子电路的电源中至少使用一个电解电容器，电源的可靠性和使用寿命取决于电解电容器的寿命。不幸的是，电解电容器很容易退化、失效和磨损，主要是由于电解液泄漏。在电源中使用电解电容器之前，对其寿命有一个清晰的了解是很重要的。

电解电容寿命

电解电容器有些是最古老的吗目前使用的电容器．由于寿命有限，它们也是最关键的电容器类型。电解电容器的寿命很短。它们最常受到故障的影响，这些故障分为早期故障、随机故障或磨损故障。的平均故障间隔时间电解电容器的MTBF与使用它们的电子电路的计算MTBF相比较低。使用中的任何电解电容器都有一个有效期限。通过在理想的环境、机械和电气条件下操作电解电容器，可以推迟其失效日期或寿命结束。

电解电容器寿命缩短的最常见原因是液体电解质的蒸发或泄漏。能够降低电容器使用时间的电解电容器的其他故障模式是开路、短路和通风口。

环境和电气因素对电解电容器的使用寿命也有影响。下面列出的环境因素会影响这些电容器的使用寿命:

湿度
温度
大气压力
机械振动

并且，以下电气参数对电解电容器的过早失效也起着至关重要的作用:

充放电占空比
外加电压
纹波电流

影响电解电容器寿命的因素

电解电容器的寿命或使用寿命在数据表中定义，在标称电压、标称电流、最高类别温度下，电容变化、损耗因子(tan ẟ)和泄漏电流设置了特定的限制。电解电容器的使用寿命因应用而异，可通过以下公式计算:

l_X所得到的寿命，L₀在标称条件下，K_T温度因子K是多少_R为纹波电流因子，K_V是电压因子。温度、纹波电流和苹果电压可以加速电解电容器的老化，缩短连续故障的时间间隔。

温度

温度由于化学反应速率的增加而加剧了电解电容器的老化。温度的升高显著增加了电容降、tan ẟ和ESR，并导致电解质通过密封逐渐蒸发。在电力应用中，自热和温升是考虑电解电容器寿命的关键。K项_T可将下式展开，如所列第二式所示，并带来电解电容寿命相应的折旧。

电解电容器寿命下降

T₀和T_一个分别是应用程序的最高类别温度和环境温度。

电压

电解电容器的预期寿命受到外加电压以及反向电压的影响。在标称电压条件下或低于该条件时，电解电容器的寿命受工作电压的影响较小。在电解电容器上施加过大的电压会增加漏电电流。泄漏电流负责电解电容器内部气体的产生和自热，最终破坏电容器的内部结构，导致设备被吹掉的可能性。高于几伏的反向电压会增加内部的热量和压力。如果电解电容器受到高反向电压，它可能会从安全排气孔的开口失效。由于工作电压而导致的电解电容器寿命的缩短由电压因数K给出_V．

由于工作电压降低使用寿命