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  • 铝电解电容的寿命
  • 帖子创建时间:2009-08-27  评论:1   浏览:1205
  • 开关电源的寿命在很大程度取决于电解电容,因为在开关电源产品中,除电解电容以外的其他元件只出现偶发故障,电解电容由于化学变化,会发生损耗性故障。这种故障模式与其他元器件的偶发故障模式相比,问题更加严重,因为对损耗性故障来说,即使减少元件数量,其寿命不会改变。只要一到确定的时间,就肯定要发生故障,另一方面,由于电解电容从等效电路来看,并不是单纯的电容,而是包含有串联电阻R和串联电感LS的电路。如图1所示。这些参数的数值是随温度变化的,其等效阻抗的温度及频率特性,如图2所示。因此从要求的纹波电压来决定*佳滤波电容量并不容易。初学者在设计时,往往会在决定滤波电容的容量时发生失误。基于上述因素,正确选用电解电容特别是输出滤波电容显得非常重要。

    1 电容的阻抗特性
      理想的电容器的阻抗特性,如图3a)所示。实际上电容器的阻抗特性包括等效串联电阻(ESR),容抗(XC)和电感电抗(XL),如图3b)所示。在低频时,主要由XC影响阻抗,在高频时,主要由XL影响阻抗,*低的阻抗等于ESR。其对应的频率应正好处于滤波器的基波频率为*合适。这时,对电容器上纹波电压起主要作用的是ESR,但ESR值与温度变化有关。温度越低,ESR越高。例如:在20kHz工作频率下,一般铝电解电容器在25℃时,ESR33mΩ。在-40℃时,增加到900mΩ,在-55℃时,为1.08Ω,良好的电路设计,应该考虑到低温时的ESR值。

    2 从寿命出发选择电容
      等效串联电阻是耗能元件,它的损耗功率变成热量,从而影响了电容的寿命。 在同一模块电源中, 选用两种不同ESR的电解电容,在同一环境条件下,工作相同时间后,ESR值大的电容温升明显**ESR值小的电容,那么根据阿雷尼厄斯10度法则(即温度每升高10℃,电解电容的寿命就缩短一半),ESR值大的电容的寿命就要比ESR小的电容寿命短,另一方面,当电容中流过不同的纹波电流时,其发热的程度不一样,所以各种电容都有规定的允许纹波电流值(厂家提供)。如果从延长电容器的寿命出发,应增加对纹波电流的余量,由上分析,我们在选择电容时,应选择较小的ESR值,并能在整个温度范围内承受高的纹波电流的电容。
    电解电容是影响电子表寿命的*主要因素。以往的顾虑也大多在此。目前公认的电解电容寿命计算公式是工作温度每低10 寿命增加1倍。选用105 ℃工作寿命2 000 h的电容,95 ℃时寿命为4 000 h3545 ℃时寿命达1429 a,可以满足目前要求。使用时还可考虑选用**产品以提高可靠程度,某省在招标时提出选用日本RUBYCON(红宝石)公司产品,这也是业内公认比较好的厂家。
    生产陶瓷电容的厂商主要有:

      日本:MURATATAIYOTDK

      我国*地区:天扬、国巨、汇桥等

      我国大陆地区:风华等

      生产钽电容的厂商主要为一些日本厂家,如:FUJITSUPANASONICNICHICON

      生产电解电容的厂商主要有:

      日本:RUBYCONNICHICONCHEMICONPANASONIC

      我国*地区:TAICONG-LUXONTEAPOCAPXON

      我国大陆地区:风华、**等

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  • zhitongguoji  2009-08-27

    开关电源的寿命在很大程度取决于电解电容,因为在开关电源产品中,除电解电容以外的其他元件只出现偶发故障,电解电容由于化学变化,会发生损耗性故障。这种故障模式与其他元器件的偶发故障模式相比,问题更加严重,因为对损耗性故障来说,即使减少元件数量,其寿命不会改变。只要一到确定的时间,就肯定要发生故障,另一方面,由于电解电容从等效电路来看,并不是单纯的电容,而是包含有串联电阻R和串联电感LS的电路。如图1所示。这些参数的数值是随温度变化的,其等效阻抗的温度及频率特性,如图2所示。因此从要求的纹波电压来决定*佳滤波电容量并不容易。初学者在设计时,往往会在决定滤波电容的容量时发生失误。基于上述因素,正确选用电解电容特别是输出滤波电容显得非常重要。

    1 电容的阻抗特性
      理想的电容器的阻抗特性,如图3a)所示。实际上电容器的阻抗特性包括等效串联电阻(ESR),容抗(XC)和电感电抗(XL),如图3b)所示。在低频时,主要由XC影响阻抗,在高频时,主要由XL影响阻抗,*低的阻抗等于ESR。其对应的频率应正好处于滤波器的基波频率为*合适。这时,对电容器上纹波电压起主要作用的是ESR,但ESR值与温度变化有关。温度越低,ESR越高。例如:在20kHz工作频率下,一般铝电解电容器在25℃时,ESR33mΩ。在-40℃时,增加到900mΩ,在-55℃时,为1.08Ω,良好的电路设计,应该考虑到低温时的ESR值。

    2 从寿命出发选择电容
      等效串联电阻是耗能元件,它的损耗功率变成热量,从而影响了电容的寿命。 在同一模块电源中, 选用两种不同ESR的电解电容,在同一环境条件下,工作相同时间后,ESR值大的电容温升明显**ESR值小的电容,那么根据阿雷尼厄斯10度法则(即温度每升高10℃,电解电容的寿命就缩短一半),ESR值大的电容的寿命就要比ESR小的电容寿命短,另一方面,当电容中流过不同的纹波电流时,其发热的程度不一样,所以各种电容都有规定的允许纹波电流值(厂家提供)。如果从延长电容器的寿命出发,应增加对纹波电流的余量,由上分析,我们在选择电容时,应选择较小的ESR值,并能在整个温度范围内承受高的纹波电流的电容。
    电解电容是影响电子表寿命的*主要因素。以往的顾虑也大多在此。目前公认的电解电容寿命计算公式是工作温度每低10 寿命增加1倍。选用105 ℃工作寿命2 000 h的电容,95 ℃时寿命为4 000 h3545 ℃时寿命达1429 a,可以满足目前要求。使用时还可考虑选用**产品以提高可靠程度,某省在招标时提出选用日本RUBYCON(红宝石)公司产品,这也是业内公认比较好的厂家。
    生产陶瓷电容的厂商主要有:

      日本:MURATATAIYOTDK

      我国*地区:天扬、国巨、汇桥等

      我国大陆地区:风华等

      生产钽电容的厂商主要为一些日本厂家,如:FUJITSUPANASONICNICHICON

      生产电解电容的厂商主要有:

      日本:RUBYCONNICHICONCHEMICONPANASONIC

      我国*地区:TAICONG-LUXONTEAPOCAPXON

      我国大陆地区:风华、**等

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