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電源適配器中電解電容的使用壽命

作者:索源科技來源:http://www.razafin.com 日期:2019-08-09

電源適配器中電解電容器的使用壽命與環境溫度的相對關系,當紋波電流一定時(如額定紋波電流),環境溫度越高,電解電容器的使用壽命越短。且如果環境溫度過高,超過了電解電容器的最高額定溫度,將會使電解電容器中電解液沸騰産生過壓將泄壓部件産生不可逆轉泄壓動作造成電解液泄露,使電解電容器永久性的損壞。因此電解電容器的儲存和使用溫度絕不可超過額定溫度。相反,若降低工作溫度則可以使電解電容器壽命大大增加,如額定最高溫度爲85℃的電解電容器在85℃的環境溫度條件下壽命爲1000小時,而環境溫度降低到60℃,則壽命可以延長到約10000℃,當環境溫度降低到40℃,則壽命可達約80000小時,在實際使用中常可以看到電解電容器的實際壽命遠比標稱值高的多,這就是使用溫度低于最高額定溫度的原因,因此,若條件允許,盡可能降低環境溫度來延長電解電容器的使用是壽命,是一種很好的辦法,故通常設計中要求電解電容器應遠離發熱源。

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  電解電容器的使用壽命不僅與環境溫度的高低有關,還與紋波電流的大小有關。由于熱應力對電解電容器的使用壽命有決定性的影響,因此,由紋波電流産生的熱損耗是影響電解電容器使用壽命的重要因素。紋波電流是指流過電解電容器的交流分量電流,他受環境溫度和交流頻率的影響,環境溫度不同,紋波電流的最大允許值不同。而當環境溫度一定時,在允許範圍內,流過的紋波電流越大,電解電容器的使用壽命越短,額定溫度爲85℃,壽命爲1000小時的電解電容器的紋波電流與壽命的關系。究其原因爲:電解電容器的散熱性很差,當紋波電流流過電解電容器時,在等效串聯電阻(ESR)上將電能轉化爲熱能,在散熱條件很差的電解電容器的內部將引起溫度的上升,産生溫度上升導致壽命降低的效應,使用時應盡可能地減小電解電容器的紋波電流。不僅如此,對于普通電解電容器而言,高頻紋波電流將比工頻紋波電流的熱效應大,因此,在開關電源的輸出濾波或負載具有很高的高頻紋波電流時,應用普通電解電容器會感到明顯發熱,將導致電解電容器的壽命將下降。

  一般情況下,在分析電解電容器的使用壽命時,要同時考慮環境溫度和紋波電流這兩個因素。電解電容器的使用壽命是由紋波電流和環境溫度越高,電解電容器的使用壽命越短,而且環境溫度越高所允許的紋波電流越小。

  在應用電解電容器時,要根據需要,選擇合適的最高額定溫度和使用壽命值。通常,額定溫度高、額定壽命長的電解電容器的價格也相應較高。雖然,若環境溫度過高,即使不超過了所使用的電解電容器的最高額定溫度,也會感到電解電容器過早損壞。不僅如此,紋波電流産生的熱損耗對電解電容器的餓使用壽命有很大的影響,所以,一般在選擇電解電容器時,要選擇額定值比要求值稍高一些的電解電容器。但從經濟角度看,因額定溫度越高,使用壽命越長的電解電容器的價格越高,所以,一般情況下,若沒有特殊要求,選擇高額定電壓爲+85℃,使用壽命爲1000h的電解電容器通常可以滿足設計要求。

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