电解电容寿命计算公式

电解电容寿命估算

spowermic@http://www.77cn.com.cn

髙温40℃ Vin=110V

Vo=50V

Io=0.4A

NCC(NIPPON CHEMI-CON)电容寿命计算公式元件位号 元件型号 额定温度 额定纹波 额定寿命 (℃) 电流(A) (h) 实测温度 (℃)

Rubycon电容寿命计算公式元件位号 C1 C2 C3 C17 元件型号 YXF-63V-220UF±20% YXF-63V-220UF±20% YXF-25V-47UF±20% YXF-25V-47UF±20% 额定温度 额定纹波 额定寿命 (℃) 电流(A) (h) 7000 105 520 7000 105 520 5000 105 250 5000 105 250 实测温度 (℃) 56.7 60 82.9 60.3

Nichicon电容寿命计算公式元件位号 元件型号 额定温度 额定纹波 额定寿命 (℃) 电流(A) (h) 105 1.8 5000 实测温度 (℃) 75

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电解电容寿命估算

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Vo=50V

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电解电容寿命估算

铝电解电容的寿命

电源产品中经常用到铝电解电容，他的寿命往往决定了整个产品的寿命。因此，了解如何计算铝电解电容的寿命很有必要。下面将我的一些心得整理出来，供大家参考。希望有助于提高国人的知识水平。说白了很简单，只不过很多人找不到相关的资料而已。同时也希望学校的教材中能够近早讲解相关知识。我尽量少翻译，因为我的语言能力及相关的专业术语还不行。仅供参考。

Chapter 1铝电解电容的特性

1.1 Circuit model （等效模型）

The following circuit models the aluminium electrolytic capacitor’s normal operation as well as the over voltage and reverse voltage behavior. （此模型包含正常运行，过压，反压时的特性）

CA Cc RP ESR L D = Anode capacitance (阳极电容) = Cathode capacitance(阴极电容)

= Parallel resistance, due to dielectric (并联电阻)

= Series resistance,

一、电容的简介

电容器，通常简称其容纳电荷的本领为电容，用字母C表示。定义1：电容器，顾名思义，是‘装电的容器’，是一种容纳电荷的器件。英文名称：capacitor。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路， 能量转换，控制等方面。定义2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。

电容与电容器不同。电容为基本物理量，符号C，单位为F（法拉）。 通用公式C=Q/U平行板电容器专用公式：板间电场强度E=U/d ，电容器电容决定式 C=εS/4πkd

二、电容的物理定义

在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等，换算关系是：

1法拉(F)= 1000毫法(mF)＝1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。 相关公式：

一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容

器的电容就是1法，即：C=Q/U

但电容的大小不是由Q或U决定的，即：C=εS/4πkd 。其中，ε是一

超级电容器（法拉电容、黄金电容）是利用电子导体活性炭与离子导体有机或无机电解液之间形成感应双电荷层原理制成的电容器，它具有体积小、容量大、电压记忆特性好、可靠性高等特点，因为它容量大，所以可以储存较多电荷，故可在电子产品、工控设备、汽车工业等领域的一些产品中做后备电源和辅助电源。和充电电池相比，超级电容器具有充电时间短、功率密度高、使用寿命长、低温特性好及无环境污染等优势，故可在众多领域取代充电电池，并表现出在某些方面超越充电电池的特点，弥补了充电电池在使用中的不足，如：充电慢，充电电路复杂，使用寿命短等缺陷。超级电容器是一种新兴的能提供强大脉冲功率的理想环保型物理二次电源。

一、超级电容器特性： a. 体积小，容量大，电容量比同体积电解电容容量大30~40倍； b. 充电速度快，10秒内达到额定容量的95%； c. 充放电能力强； d. 失效开路，过电压不击穿，安全可靠； e. 超长寿命，可长达40万小时以上； f. 充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，真正免维护； g. 电压类型：2.7v---12.0v h. 容量范围：0.1F--1000F

二、超级电容与电池比较，有如下特性： a.超低串联等效电阻（LOW ESR），功率密度(P

第1期 电子元件与材料 Vol.22 No.12003年1月 ELECTRONIC COMPONENTS & MATERIALS Jan. 2003

经验点滴

EXPERIENCES

如何延长焊片

佛山利明电子有限公司

摘要：

　针对焊片作了较为详细的分析结构方式

针

寿命

２００３

型铝电解电容器

在耐久性试验过程中

合理选择该结构的铝电解电容器的胶盖用料并采用全密封基板的

从而提高产品的使用寿命

针

含螺栓型

施加额定的工作电压

衡量铝电解电容器的寿命最常用的办法是和额定的纹波电流即为该产品的最终寿命

根据电化学理论浓度随着提高

从而使该处率先烂断

–

+

胶 盖A

I2

寿命

失效模式可以分为三种

据统计

针

铝电解电容器的产品开路失效

I1

阳极引线条

芯 子

90

Ôì³É²úƷʧЧ

电解电容的参数及应用

铝电解电容内部结构图 以上是OST（台湾的一个电容厂）的一个加工厂提

供的。以下表格是结构图当中各个部位的详细说明： NO 1 2 3 4 5 6 7 8 部件 所用材料 供应商 LEAD LINE（外引线） TINNED CP WIRE KOJOKU TERMINAL（内引线） ALUMINUM WIRE KOHOKU RUBBER SEAL（胶封） IIR/EPT QIANG AN AL-FOIL(+)（铝箔） FORMED ALUMINUM FOIL MASTUSHITA,JCC ETCHED/FORMED ALUMINUM AL-FOIL(-)（铝箔） GUAN YE FOIL CASE（电容外壳） ALUMINUM CASE XING YU SLEEVE（塑料外皮） PVC QI YUAN YIN LIN SEPARATOR（电解纸） ELECTROLYTE PAPER DA FU 我们可以注意3个地方：AL-FOIL(+)、AL-FOIL(-)、SEPARATOR，这些都是电容内部机构的关键部件，一些国内公司还无法做到。我们可以看出，这些都是从日本JCC等公司进口的，对电容品质的保证起到

应用铝电解电容器必须考虑的问题

铝电解电容器的失效

一、铝电解电容器失效的最主要原因 电解液干涸！

电解液干涸的原因 电解液自然挥发 电解液的消耗

电解液自然挥发

电解液的挥发速度随温度的升高而变快； 电解液的挥发速度与电容器的密封质量有关，无论在高温还是在低温条件下都要有良好的密封性。

电解液的消耗

漏电流所引起的电化学效应消耗电解液； 铝电解电容器的寿命随漏电流增加而减少；

漏电流随温度升高而增加：250C时漏电流仅仅是850C时漏电流的不到十分之一；

漏电流随施加电压升高而增加：耐压为400V的铝电解电容器在额定电压下的漏电流大约是90%额定电压下的漏电流的5倍。

电解液干涸的时间就是铝电解电容器的寿命 影响铝电解电容器寿命的因素（温度1）

根据铝电解电容器的电解液的不同，铝电解电容器的最高工作温度可分为： 一般用途：850C；

一般高温用途：1050C： 特殊高温用途：1250C：

汽车发动机舱：140∽1500C；

影响铝电解电容器寿命的因素 （额定寿

开关电源一次滤波大电解电容

开关电源决定一次侧滤波电容，主要影响电源的性能参数为输出低频交流纹波与保持时间.

滤波电容越大，电容器上的Vin(min)越高，可以输出较大功率的电源，但相对价格也提高了。

输入电解电容计算方法(举例说明)：

1.因输出电压12V 输出电流2A, 故输出功率：Pout=Vo*Io=12.0V*2A=24W。

2.设定变压器的转换效率约为80%，则输出功率为24W的电源其输入功率：Pin=Pout/效率=

24W?30W. 80%3.因输入最小交流电压为90VAC，则其直流输出电压为： Vin=90*故负载直流电流为：I=

2=127Vdc

Pin30W?0.236A =

Vin127Vac(若电源的等级要求较高时, 可考虑如下参数进行推算; 因输入最小交流电压为90VAC，则其最低输出直流电压为： Vin(min)=90*

2-30(直流纹波电压)=97Vdc，故最大负载直流电流为：

IMAX=

30WPin?0.309A) =

Vin(min)97Vac4.设计允许30VPP的直流纹波电压?V，并且电容要维持电压的时间为半周期t（即半周期的工频率交流电压在约是8ms，T=

11==0.0167S=16.7 ms）则：60fI

开关电源一次滤波大电解电容

开关电源决定一次侧滤波电容，主要影响电源的性能参数为输出低频交流纹波与保持时间.

滤波电容越大，电容器上的Vin(min)越高，可以输出较大功率的电源，但相对价格也提高了。

输入电解电容计算方法(举例说明)：

1.因输出电压12V 输出电流2A, 故输出功率：Pout=Vo*Io=12.0V*2A=24W。

2.设定变压器的转换效率约为80%，则输出功率为24W的电源其输入功率：Pin=Pout/效率=

24W?30W. 80%3.因输入最小交流电压为90VAC，则其直流输出电压为： Vin=90*故负载直流电流为：I=

2=127Vdc

Pin30W?0.236A =

Vin127Vac(若电源的等级要求较高时, 可考虑如下参数进行推算; 因输入最小交流电压为90VAC，则其最低输出直流电压为： Vin(min)=90*

2-30(直流纹波电压)=97Vdc，故最大负载直流电流为：

IMAX=

30WPin?0.309A) =

Vin(min)97Vac4.设计允许30VPP的直流纹波电压?V，并且电容要维持电压的时间为半周期t（即半周期的工频率交流电压在约是8ms，T=

11==0.0167S=16.7 ms）则：60fI