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 关于电解电容的纹波电流与寿命

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楼主    2021-01-22 15:12:48
主题:关于电解电容的纹波电流与寿命 精华帖 

纹波电流:

     是流入电容的交流电流。纹波电流使电容发热,纹波电流过大将导致过高的温升,使电容管芯的温度超过它的最大可允许温度而很快损坏,即使工作于接近最大允许管芯温度也会大大缩短预期的寿命。最大可允许的纹波电流决定于是否能能满足电容的负载寿命指标。对于铝电解电容工作于最大允许管芯温度其负载寿命指标典型值是8000到10,000小时,即一年左右,对于大多数的应用这个时间都太短了,因此,不允许工作到最大允许管芯温度,应根据应用寿命要求进行选型计算。

纹波电流的技术规格:

      纹波电流是由在额定温度下获得希望的温升所决定的。通常额定温度为85℃的电容允许的温升是10℃,最大允许管芯温度是95℃。通常额定温度为105℃的电容允许的温升是5℃,最大允许管芯温度是110℃。功率损耗等于纹波电流的平方乘以等效串联电阻ESR (P=I^2R)。通常使用25℃,120Hz的最大的ESR,但ESR随温度的增加而减少。

纹波电流的温度特性:

      工作温度小于额定温度,额定纹波电流会增加。一般增加量决定于最大管芯温度(Tc),额定温度(Tr)和环境温度(Ta)即:纹波温度增量=Ix[(Tc- Ta)/ (Tc- Tr)]/2。高的纹波电流会使工作寿命小于预期寿命,电容工作时间越长由于老化的原因其ESR也会增大,对于相同的纹波电流发热量会增加,选型设计时要注意。

纹波电流的频率特性:

      通常提供的电容技术参数中给出的纹波电流值是120Hz工作频率时的电流值,如果工作频率不是120Hz时,要校正额定纹波电流。通常增加量决定于预期随频率的变化的ESR,但是就像上面所讨论的,ESR是温度、电容量、额定电压和频率复杂的函数,所以很难产生一个精确模拟其对频率依赖的纹波-频率的增量公式。对于高纹波电流的应用要确认在运行频率下的ESR,并计算总的功率损耗。

      这里需要需指出的是有些电容器厂家对电容器寿命采用期望寿命的方式来定义,而有些电容器厂家对电容器寿命定义采用高温负荷寿命(实验室寿命),完全不同,计算公式也不尽相同,如进行比较需在相同的条件下。

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