原文:https://blog.csdn.net/weixin_42005993/article/details/103791557
铝电解电容器现在是使用最广泛的组件之一,但我们或多或少听说过电解电容器故障。然后,在设计电路时,我们必须考虑以下问题。
为什么铝电解电容器会失效?
2-铝电解电容失效与哪些因素有关?
3-如何计算电解电容器的使用寿命?
然后依次看这些问题。
为什么铝电解电容器会失效?
铝电解电容的结构也必须提出这个问题。
一般铝电解电容器的基本结构为箔卷绕结构,阳极为铝金属箔,介质为阀金属氧化膜,通过电化学方法在阳极金属箔表面形成Al2O3.阴极是多孔电解纸吸附的工作电解质。
一般来说,电容由两个导电板并排组成。正极为铝(阳极箔),中间介质为无导电氧化铝(阳极氧化膜),负极为电解质。
电解电容器故障的主要原因是这种电解液。电解液本身会分解产生的气体,并与氧化膜发生化学反应。当然,在正常使用中,速度非常慢,否则就不能使用。
因此,电解寿命的长短主要取决于电解质。当电解质消失时,电容器将失效。
什么因素与铝电解电容失效有关?
铝电解电容器的故障速度与电解液的挥发速度有关,挥发速度主要取决于温度。电解电容器内部的温度取决于环境温度和纹波电流。
若在电源纹波较小的情况下使用,则电解电容的温度主要由环境温度决定。
在纹波电流较大的情况下使用电解电容ESR它不容忽视,例如在开关电源中使用,因为ESR电解电容会主动加热。
事实上,如果我们打开电容规格,我们也可以看到电解电容有一个参数叫做最大纹波电流。
以某厂电解电容为例(文末提供电解电容规格)
主要注意的是,这个纹波电流为有效值Irms。
如何计算铝电解电容器的使用寿命?
温度升高, 化学反应速率( 寿命消耗) 增大, 一般来说, 环境温度上升10℃ ,化学反应速率(K 值) 将增大 2-10 倍,即电容工作温度每升高一次 10℃ ,电容器的使用寿命降低了一倍,每次电容器的工作温度下降 10℃ ,寿命翻了一倍。
Lo为电解电容工作最高温度对应的寿命,一般来说电解电容规格书都会有相应的参数。
需要注意的是,每个制造商的寿命计算公式不同,但也相似。在设计电路时,通过公式计算的寿命可以作为一般参考。
总结:
1-许多电解电容器在最高温度下工作时只有2000小时(0.2年),所以寿命问题一定要考虑。
2-电解电容器的使用寿命每升高10摄氏度一半。
纹波电流是影响电解电容的重要因素。
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