铝电解电容器的寿命
影响电解电容寿命的几个因素,请点击文档shgopi.cn_2020-02-29_07-13-19
铝电解电容器的使用寿命会因使用条件而受到很大的影响。 作为环境条件包括温度、湿度、气压、振动等,电气条件的话,有电压、纹波电流、充放电等。平常在平滑电路下的使用时、温度和纹波电流所产生的发热是决定寿命的重要因素、作为耐久性在目录及纳入仕样书中均有记载。
而且,如持续在高湿度、振动的用途及频繁充放电的用途的情况下, 要考虑各个条件下的耐久性。
5-1 周围温度与寿命
铝电解电容器的寿命、一般受电解液通过封口部向外蒸发的现象的影响、表现为静电容量的减少、损失角正切值的增大。
电解液的蒸发速度和温度的关系用阿雷尼厄斯定律表示(4()5)
对于低温段的寿命,因为没有实际的评估数据、且对于长时间的耐久性,不仅要考虑电解液的蒸发以外还要考虑封口材质劣化等要素,所以请把40℃作为下限,并把15年作为推算寿命的上限。
1,000,000
100,000
10,000
-E
k=Ae RT
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(4)
1,000
ln k= -E RT
)+ln A
⋯⋯⋯(5)
100
k :反应速度常数
A :频度因子
E :活性化能量
R :气体常数(8.31J/deg)
10
2.3
2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9
1/T(K -1)
3.0
3.1
3.2
×10-3
T :绝对温度(K)
把上述公式(5)应用于铝电解电容器的寿命的话,就成了公(6)、变换成公式(7)。
图19: 阿雷尼厄斯定律和10℃2倍数的寿命计算结果
lo(g
Lx )=
E ( 1 -
1 )⋯⋯⋯⋯⋯(6)
5-2 施加电压与寿命
log Lx=
E 1 - 1 2.303R Tx To
)+log Lo
⋯⋯(7)
在额定电压以下使用的话,一般来讲施加的电压对其使用寿命影响很小,与其周围温度及纹波电流所产生的发热的影响相比, 影响
几乎可以不用考虑。
Lo :温度To时的寿命(小时)
Lx :温度Tx时的寿命(小时) To :制品的工作上限温度(K)
Tx :实际使用时的周围温度(K)
(%)
0
-10
用公式(8)来推算实际的寿命。
Lx= Lo·Bt (To-Tx)/10 ⋯⋯⋯⋯⋯(8)
Lo :在工作温度的上限、施加额定电压或额定纹波电流重叠时的规定寿命(hours)
(各制品的耐久性规定时间) Lx :温度Tx时的寿命(小时)
To :制品的工作上限温度(℃)
-20
-30
-40 10
1
0.1
0.01
试验时间
(hours)
Tx :实际使用时的周围温度(℃)
Bt :温度加速系数
在此,温度加速系数Bt,在60~95℃时太约为2,适用于10℃ 2倍数定律。但是、在阿雷尼厄斯公式(6),绝对温度的倒数1/T和寿命的对数之间有着直线关系,因此严格来讲,也有并不近似10℃ 2倍数定律的温度范围。(图-19)
特别是当制品的保证温度为超过105℃时的寿命推算,根据推算温度加速系数Bt的温度范围,而必须改变系数。关于实际的寿命 推算请另行咨询。
图20 :耐久性(电压参数)
(注)因施加电压的差异很小,很多测试点重合。
不过、尺寸大的高压品,因为电解液的搭载量多,除了因温度而使电解液蒸发以外,也不可忽视因施加电压而让氧化膜劣化的因素。因此,额定电压为350V以上的一部分LG制品,在寿命推算中 要考虑减小施加电压所产生的因素。