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電解電容的壽命選擇與因素

　　電解電容的壽命選擇與因素
　　電解電容作為陽極材料而制成的，按陽極結(jié)構(gòu)的不同可分為箔式和鉭燒粉結(jié)式兩種，在鉭粉燒結(jié)式鉭電容中，又因工作電解質(zhì)不同，分為固體電解質(zhì)的鉭電容和非固體電解質(zhì)的鉭電容。鉭電解電容器的外殼上都有CA標記，但在電路中的符號與其它電解電容器符號卻是一樣。 電解電容比擬有下述長處。使用濕度范圍寬一般鉭電解電容器都能的溫度下正常工作，固然鋁電解也能在這個范圍內(nèi)工作，但電機能遠遠不如鉭電解。壽命長、絕緣電阻高、漏電流小鉭電解電容器中鉭氧化膜介質(zhì)不僅耐侵蝕，而且長時間工作能保持良好的機能。
　　電解電容在環(huán)境溫度較高的情況下，盡量采用強迫風(fēng)冷，將電容安裝在進風(fēng)口處。若電流由基頻和多次諧波構(gòu)成，則須計算每次諧波產(chǎn)生的功率損耗值，并將計算結(jié)果相加以求得總損耗值。
　　電解電容在的設(shè)計中，負極鋁箔被延長到可直接接觸電容鋁殼厚的底部。這底部就成為芯包的散熱片，以使熱門的熱量能開釋。根據(jù)熱門溫度的公式，電解電容的應(yīng)用環(huán)境溫度也是重要因素。在應(yīng)用時，可以考慮環(huán)境散熱方式、散熱強度、電解電容與熱源的間隔、電解電容的安裝方式等。容器內(nèi)部的熱量，老是從溫度最高的“熱門”向附近溫度相對較低的部門傳導(dǎo)。熱量傳遞的途徑有幾種：其一是通過鋁箔和電解液傳導(dǎo)。假如電容被安裝在散熱片上，一部門熱量還將通過散熱片傳遞到環(huán)境中。不同的安裝方式和間距和散熱方式都將影響電容到環(huán)境的熱阻。從“熱門”傳遞到附近環(huán)境中的總熱阻用Rth 來表示。電容安裝時應(yīng)盡量闊別發(fā)燒元件，否則過高的溫度會縮短電容器的使用壽命，從而使得電容器成為整個電路中壽命最短的部件。
　　電解電容通常用一個或多個金屬電極引接片連接外部電極和芯包，降低芯包和引腳之間的阻抗。芯包上的電極引接片越多，電容的ESR值越低。借助于激光焊接技術(shù)，可在芯包上加上更多的電極引接片，因此使電容能達到較低的ESR值。這也意味著電容能經(jīng)受更高的紋波電流和具有較低內(nèi)部溫升，也就是說更長的工作壽命。這樣做也有利于進步電容抗擊震驚的能力，否則有可能導(dǎo)致內(nèi)部短路、高的漏電流、容值損失、ESR值的上升和電路開路。通過對電容芯包和鋁殼底部之間良好的機械接觸及通過芯包中間的熱沉，可將電容內(nèi)部熱量有效地從鋁殼底部開釋到與之聯(lián)接的底板。內(nèi)部熱傳導(dǎo)設(shè)計對于電容的不亂性和工作壽命極其重要。
　　電解電容使用非固態(tài)電解液，電解電容的壽命還取決于電解液的蒸發(fā)速度，由此導(dǎo)致的電氣機能降低。這些參數(shù)包括電容的容值，漏電流和等效串聯(lián)電阻。電容充放電時，電流在流過電阻時會引起能量損耗，電壓的變化在通過電介質(zhì)時也會引起能量損耗，再加上漏電流造成的能量損耗，所有的這些損耗導(dǎo)致的結(jié)果是電容內(nèi)部溫度升高。在非固態(tài)電解液的電容里，電介質(zhì)為陽極鋁箔氧化層。電解液作為陰極鋁箔和陽極鋁箔氧化層之間的電接觸。吸收電解液的紙介層成為陰極鋁箔與陽極鋁箔之間的隔離層，鋁箔通過電極引接片連接到電容的終端。
　　電解電容一些因素會引起電解電容失效，如極低的溫度，電容溫升（焊接溫度，環(huán)境溫度，交流紋波），過高的電壓，瞬時電壓，甚高頻或反偏壓；其中溫升是對電解電容工作壽命，電容的導(dǎo)電能力由電解液的電離能力和粘度決定。當溫度降低時，電解液粘度增加，因而離子移動性和導(dǎo)電能力降低。當電解液冷凍時，離子移動能力非常低以致非常高的電阻。相反，過高的熱量將加速電解液蒸發(fā)，當電解液的量減少到一定極限時，電容壽命也就終止了。除了非正常的失效，電解電容的壽命與溫度有指數(shù)級的關(guān)系。
　　電解電容廣泛應(yīng)用在電力電子的不同領(lǐng)域，主要是用于平滑、儲存能量或者交流電壓整流后的濾波，另外還用于非精密的時序延時等。在開關(guān)電源的MTBF預(yù)計時，模型分析結(jié)果表明電解電容是影響開關(guān)電源壽命的主要因素，因此了解、影響電容壽命的因素非常重要。電解電容的壽命取決于其內(nèi)部溫度。因此，電解電容的設(shè)計和應(yīng)用前提都會影響到電解電容的壽命。從設(shè)計角度，電解電容的設(shè)計方法、材料、加工工藝決定了電容的壽命和不亂性。而對應(yīng)用者來講，使用電壓、紋波電流、開關(guān)頻率、安裝形式、散熱方式等都影響電解電容的壽命。

信息來源：電解電容