鋁電解電容器的壽命
影響電解電容壽命的幾個因素,請點擊文檔shgopi.cn_2020-02-29_07-13-19
鋁電解電容器的使用壽命會因使用條件而受到很大的影響。 作為環境條件包括溫度、濕度、氣壓、振動等,電氣條件的話,有電壓、紋波電流、充放電等。平常在平滑電路下的使用時、溫度和紋波電流所產生的發熱是決定壽命的重要因素、作為耐久性在目錄及納入仕樣書中均有記載。
而且,如持續在高濕度、振動的用途及頻繁充放電的用途的情況下, 要考慮各個條件下的耐久性。
5-1 周圍溫度與壽命
鋁電解電容器的壽命、一般受電解液通過封口部向外蒸發的現象的影響、表現為靜電容量的減少、損失角正切值的增大。
電解液的蒸發速度和溫度的關系用阿雷尼厄斯定律表示(4()5)
對于低溫段的壽命,因為沒有實際的評估數據、且對于長時間的耐久性,不僅要考慮電解液的蒸發以外還要考慮封口材質劣化等要素,所以請把40℃作為下限,并把15年作為推算壽命的上限。
1,000,000
100,000
10,000
-E
k=Ae?RT
???????(4)
1,000
ln k= -E?RT
)+ln?A
???(5)
100
k :反應速度常數
A :頻度因子
E :活性化能量
R :氣體常數(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 :絕對溫度(K)
把上述公式(5)應用于鋁電解電容器的壽命的話,就成了公(6)、變換成公式(7)。
圖19: 阿雷尼厄斯定律和10℃2倍數的壽命計算結果
lo(g
Lx?)=
E (?1?-
1??)?????(6)
5-2 施加電壓與壽命
log Lx=
E 1?- 1?2.303R ?Tx To
)+log?Lo
??(7)
在額定電壓以下使用的話,一般來講施加的電壓對其使用壽命影響很小,與其周圍溫度及紋波電流所產生的發熱的影響相比, 影響
幾乎可以不用考慮。
Lo :溫度To時的壽命(小時)
Lx?:溫度Tx時的壽命(小時) To?:制品的工作上限溫度(K)
Tx?:實際使用時的周圍溫度(K)
(%)
0
-10
用公式(8)來推算實際的壽命。
Lx=?Lo·Bt?(To-Tx)/10???????????(8)
Lo?:在工作溫度的上限、施加額定電壓或額定紋波電流重疊時的規定壽命(hours)
(各制品的耐久性規定時間) Lx :溫度Tx時的壽命(小時)
To :制品的工作上限溫度(℃)
-20
-30
-40 10
1
0.1
0.01
試驗時間
(hours)
Tx :實際使用時的周圍溫度(℃)
Bt :溫度加速系數
在此,溫度加速系數Bt,在60~95℃時太約為2,適用于10℃ 2倍數定律。但是、在阿雷尼厄斯公式(6),絕對溫度的倒數1/T和壽命的對數之間有著直線關系,因此嚴格來講,也有并不近似10℃ 2倍數定律的溫度范圍。(圖-19)
特別是當制品的保證溫度為超過105℃時的壽命推算,根據推算溫度加速系數Bt的溫度范圍,而必須改變系數。關于實際的壽命 ?推算請另行咨詢。
圖20 :耐久性(電壓參數)
(注)因施加電壓的差異很小,很多測試點重合。
不過、尺寸大的高壓品,因為電解液的搭載量多,除了因溫度而使電解液蒸發以外,也不可忽視因施加電壓而讓氧化膜劣化的因素。因此,額定電壓為350V以上的一部分LG制品,在壽命推算中 ?要考慮減小施加電壓所產生的因素。