温度和电性因素如何影响电解电容寿命

关键的外卖

• 电解电容寿命缩短最常见的原因是液体电解质的蒸发或泄漏。

• 电解电容的寿命或使用寿命在数据表中定义在标称电压、标称电流、上限类别温度下，并对电容变化、损耗因子(tan ẟ)和泄漏电流设置了特定的限制。

• 在实际操作条件下，电解电容寿命应大于负载寿命数倍。

电解电容器是当今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AC-DC转换器的操作。变流器是电子电路中的电源来源。DC-DC变换器电源将电池电压升或降至所需的幅值。AC-DC变换器电源从市电产生所需的直流电压以供电路运行。

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

电解电容器的寿命

电解电容器有些是最古老的吗现在还在使用的电容器。由于寿命有限，它们也是最关键的电容器类型。。电解电容器的使用寿命非常短。它们最常发生故障，可分为早期故障、随机故障或磨损故障。的平均故障间隔时间(MTBF)的电解电容器较低的计算MTBF的电子电路使用。任何正在使用的电解电容都有一个到期日期。通过在理想的环境、机械和电气条件下操作电解电容，可以推迟其到期日期或寿命的结束。

电解电容寿命缩短最常见的原因是液体电解质的蒸发或泄漏。能够使电容器使用时间贬值的电解电容器的其他失效模式有开路、短路和开路通风口。

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，下面的电气参数也在电解电容器的过早失效中起着至关重要的作用:

• 的充放电工作周期
• 外加电压
• 纹波电流

影响电解电容寿命的因素

电解电容的寿命或使用寿命在数据表中定义在标称电压、标称电流、上限类别温度下，并对电容变化、损耗因子(tan ẟ)和泄漏电流设置了特定的限制。电解电容的使用寿命是特定于应用程序的，可以使用以下公式计算:

l_X是产生的寿命，L₀在标称条件下，K_T是温度因素，K_R为纹波电流因子，K_V为电压因子。温度、纹波电流和苹果电压可以加速电解电容器的老化，缩短连续故障之间的时间间隔。

温度

由于化学反应速率的增加，温度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，导致电解液通过密封逐渐蒸发。在考虑电力应用中的电解电容寿命时，自加热和温升是至关重要的。这个词K_T下式中可展开，如所列第二式所示，并在电解电容寿命中带来相应的折旧。

T₀和T_一个分别是应用的上层类别温度和环境温度。

电压

电解电容器的寿命受外加电压和反向电压的影响。在标称电压条件下或低于标称电压条件下，电解电容的寿命受工作电压的影响较小。在电解电容上施加过高的电压会增加泄漏电流。泄漏电流负责电解电容内部气体的产生和自热，这最终会破坏电容的内部结构，导致器件被炸飞的可能性。几伏特以上的反向电压会建立起内部的加热和压力。如果电解电容受到高的反向电压，它可能从安全通风口的开口开始失效。由于工作电压而导致的电解电容寿命的缩短由电压因数K给出_V。

U_一个是实际运行电压，U_r为额定电压，n为指数。

纹波电流

通过电解电容的纹波电流产生更多的内热。自热和温升显著恶化了电解电容的使用寿命。在名义条件下，由于电流纹波导致的电解电容寿命的缩短由纹波因子K给出_R。

,我_一个是应用纹波电流，我₀是上层类别温度T下的标称纹波电流₀为电解电容的核心温升，K_我是经验安全系数。

的充放电工作周期

放电电流对电解电容寿命是灾难性的。放电电流增加了内部的加热和压力，这反映在初始阶段的电容值下降。随着时间的推移，充放电占空比可能会通过打开安全通气孔释放气体而导致电解电容的破坏。

为保证电子产品的长寿命和可靠性，电解电容的寿命应精心选择，使其在实际运行条件下比负载寿命高出数倍。抑扬顿挫的设计和分析工具套件提供可靠性分析，以估计由于环境和电气参数而减少的设备寿命。

领先的电子供应商依靠Cadence产品来优化各种各样的市场应用的电力、空间和能源需求。如果您想了解更多关于我们的创新解决方案，和我们的专家团队谈谈或订阅我们的YouTube频道。