电解电容的使用寿命问题

发布于 2017-08-29  422 次阅读


电解电容器的使用寿命与环境温度的相对关系,当纹波电流一定时(如额定纹波电流),环境温度越高,电解电容器的使用寿命越短。且如果环境温度过高,超过了电解电容器的最高额定温度,将会使电解电容器中电解液沸腾产生过压将泄压部件产生不可逆转泄压动作造成电解液泄露,使电解电容器永久性的损坏。因此电解电容器的储存和使用温度绝不可超过额定温度。相反,若降低工作温度则可以使电解电容器寿命大大增加,如额定最高温度为85℃的电解电容器在85℃的环境温度条件下寿命为1000小时,而环境温度降低到60℃,则寿命可以延长到约10000小时,当环境温度降低到40℃,则寿命可达约80000小时,在实际使用中常可以看到电解电容器的实际寿命远比标称值高的多,这就是使用温度低于最高额定温度的原因,因此,若条件允许,尽可能降低环境温度来延长电解电容器的使用是寿命,是一种很好的办法,故通常设计中要求电解电容器应远离发热源

电解电容器的使用寿命不仅与环境温度的高低有关,还与纹波电流的大小有关。由于热应力对电解电容器的使用寿命有决定性的影响,因此,由纹波电流产生的热损耗是影响电解电容器使用寿命的重要因素。纹波电流是指流过电解电容器的交流分量电流,他受环境温度和交流频率的影响,环境温度不同,纹波电流的最大允许值不同。而当环境温度一定时,在允许范围内,流过的纹波电流越大,电解电容器的使用寿命越短,额定温度为85℃,寿命为1000小时的电解电容器的纹波电流与寿命的关系。究其原因为:电解电容器的散热性很差,当纹波电流流过电解电容器时,在等效串联电阻(ESR)上将电能转化为热能,在散热条件很差的电解电容器的内部将引起温度的上升,产生温度上升导致寿命降低的效应,使用时应尽可能地减小电解电容器的纹波电流。不仅如此,对于普通电解电容器而言,高频纹波电流将比工频纹波电流的热效应大,因此,在开关电源的输出滤波或负载具有很高的高频纹波电流时,应用普通电解电容器会感到明显发热,将导致电解电容器的寿命将下降。

一般情况下,在分析电解电容器的使用寿命时,要同时考虑环境温度和纹波电流这两个因素。电解电容器的使用寿命是由纹波电流和环境温度越高,电解电容器的使用寿命越短,而且环境温度越高所允许的纹波电流越小。

在应用电解电容器时,要根据需要,选择合适的最高额定温度和使用寿命值。通常,额定温度高、额定寿命长的电解电容器的价格也相应较高。虽然,若环境温度过高,即使不超过了所使用的电解电容器的最高额定温度,也会感到电解电容器过早损坏。不仅如此,纹波电流产生的热损耗对电解电容器的饿使用寿命有很大的影响,所以,一般在选择电解电容器时,要选择额定值比要求值稍高一些的电解电容器。但从经济角度看,因额定温度越高,使用寿命越长的电解电容器的价格越高,所以,一般情况下,若没有特殊要求,选择高额定电压为+85℃,使用寿命为1000h的电解电容器通常可以满足设计要求。

总结一下,提高电解电容寿命的方法:

  • 1.降低工作温度,所以若是LED电源上的电解电容,一是提升电源效率,二是增强整个灯具,包括电源的散热能力。
  • 2.降低ESR,减小纹波电流,降低ESR可以用两只以上电容并联的方式,降低纹波电流可以用增大电解容量的方法。

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