電解電容使用壽命和使用安全的分析資料下載

作為電子產(chǎn)品的重要部件電解電容，在開關(guān)電源中起著不可或缺的作用，它的使用壽命和工作狀況與開關(guān)電源的壽命息息相關(guān)。 在大量的生產(chǎn)實踐與理論探討中，當開關(guān)電源中電容發(fā)生損壞，特別是電解電容冒頂，電解液外溢時，電源廠家懷疑電容質(zhì)量有問題，而電容廠家說電源設(shè)計不當，雙方爭執(zhí)不下。 以下就電解電容的使用壽命和使用安全作些分析,給電子工程師提供一些判斷依據(jù)。 1、阿列紐斯(Arrhenius) 1.1 阿列紐斯方程 阿列紐斯方程是用來描述化學物質(zhì)反應(yīng)速率隨溫度變化關(guān)系的經(jīng)驗公式。電解電容內(nèi)部是由金屬鋁等和電解液等化學物質(zhì)組成的,所以電解電容的壽命與阿列紐斯方程密切相關(guān)。 阿列紐斯方程公式： k=Ae－Ea/RT 或lnk=lnA—Ea／RT (作圖法) ●K 化學反應(yīng)速率 ●R 為摩爾氣體常量 ●T 為熱力學溫度 ●Ea 為表觀活化能 ●A 為頻率因子 1.2 阿列紐斯結(jié)論 根據(jù)阿列紐斯方程可知,溫度升高，化學反應(yīng)速率（壽命消耗）增大，一般來說，環(huán)境溫度每升高10℃，化學反應(yīng)速率(K 值) 將增大2-10 倍，即電容工作溫度每升高10℃，電容壽命減小一倍,電容工作溫度每下降10℃，其壽命增加一倍，所以,環(huán)境溫度是影響電解電容壽命的重要因素。 2、電解電容使用壽命分析 1)公式: 根據(jù)阿列紐斯方程結(jié)論可知，電解電容使用壽命計算公式如下： ●L 環(huán)境溫度為T 時電解電容使用壽命（hour） ●L0 最大溫度時電解電容的額定壽命(hour) ●T0 電解電容額定最高使用溫度（deg℃） ●T 環(huán)境溫度（deg℃） ●T0-T 溫升（deg℃） 2)分析: 根據(jù)公式(1)可知 當電解電容工作溫度在最高使用溫度工作時(即T0=T)時,由公式(1)計算得到電解電容最小使用壽命為L=L0×20=L0即等于額定壽命,比如 8000小時，8000/8760=0.9年。 當電解電容工作溫度低于最高使用溫度10℃時,由公式(1)計算得到電解電容使用壽命為L=L0×2[T0-(T0-10℃）]/10℃=L0×21即等于額定壽命的2倍,即16000小時,16000/8760=1.8264年。 可見,電解電容使用壽命計算公式符合阿列紐斯方程結(jié)論 3、電解電容使用壽命計算 在電子產(chǎn)品中，影響電解電容壽命的因素有環(huán)境溫度T 和紋波電流Irms。 電容承擔的負載功率與紋波電流成正比，負載越大，紋波電流越大(電解充放電越深)，內(nèi)部氧化膜分解時發(fā)熱越厲害，修補時電解液消耗越多。見圖1 紋波電流越大引起的發(fā)熱越大，所以紋波電流引起的發(fā)熱在電解電容壽命計算中要考慮。 3.1 紋波電流計算 1)電容容量 2)充電時間 3)放電時間 4)充電電流 5)放電電流 6)紋波電流 3.2 功率損耗計算得到