Rubycon小型铝电解电容PX系列

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铝电解电容器技术应用及发展研究

铝电解电容器技术应用及发展研究发表时间：2018-09-28T11:19:33.707Z 来源：《防护工程》2018年第10期作者：朱朋勇 [导读] 近年来铝电解电容器产业逐渐向中国内地集中，国内市场有向中高端市场发展的态势，可能会使得我国对高端产品的进口力度有所减弱，贸易逆差会逐渐缩小。新疆众和股份有限公司电极箔公司新疆 830013 摘要：随着国内铝电解电容器厂商技术的不断进步，其产品与国外产品的性能差距也正在逐步缩小。近年来铝电解电容器产业逐渐向中国内地集中，国内市场有向中高端市场发展的态势，可能会使得我国对高端产品的进口力度有所减弱，贸易逆差会逐渐缩小。关键词：铝电解电容器；技术应用；发展趋势引言根据调研机构对我国整个电容器行业的销售与GDP增长情况进行比对发现，我国电容器行业的销售呈现一定的波动性，但其整体的波动趋势仍与GDP的增长呈正相关。铝电解电容器作为电容器产品的一种，宏观经济形势在很大程度上影响厂行业的发展，这种影响力主要体现在原材料价格和市场需求两大方面。当前的国际形势继续发生深刻复杂变化，世界经济中的不确定因素仍然较多，中国经济增长也面临各种不利因素，这种经济的不确定性给我国铝电解电容器产品的需求构成不利，影响行业未来的发展一、铝电解电容器的关键技术 1、片式化技术片式化技术是铝电解电容器领域发展中的关键技术之一，在该技术领域的研究与开发方面较为活跃。在各种不同的片式化电子元件中，开发技术难度最大的就是铝电解电容器的片式化技术，但是片式化的铝电解电容器具有容量大、电容量温度稳定、适合表面组装等优点，并且价格低廉，因此正在逐步取代传统的铝电解电容器，在电子领域内被大范围使用。近年来，随着人们对计算机和数码相机等电子产品的需求不断增加，片式铝电解电容器成为了近几年电容器领域内最值得开发的产品，其片式技术的发展空间较大。但是，当前我国的铝电解电容器片式化技术相对落后，片式化铝电解电容器的生产厂家较少，生产能力相对不足。 2、电解质固体化技术当前，电解质固体化技术是铝电解电容器技术发展的重要方向。由于固体电解质具有稳定性高、高频低阻抗特性极好、寿命较长、温度特性好、工作温度范围广、耐反向电压力能力强等优点，因此，铝电解电容器技术中的电解质固体化技术被认为是实现大幅度提高铝电解电容器性能和铝电解电容器SMD化的关键技术之一。目前，在铝电解电容器中普遍使用的是液体电解质，其对阀金属表面生成的A1203氧化膜介质层具有自行修复的作用，这就容易导致液体电解质的铝电解电容器进入失效模式。一般来说，铝电解电容器常见的失效模式为短路失效，该模式的发生具有一定随机性，可能导致整个机组电性能的稳定性下降。总之，随着科学技术的不断发展，电解质固体化技术问题的研究也在不断深化。 3、高比容电极的制造技术高比容电极的制造技术是提高铝电解电容器比率电容量、进一步缩小电容器体积的关键技术。近几年，国内外高比容电极制造的主要研究方向有高比容、高效能化成工艺的开发，高比容电蚀工艺的开发以及低容量衰减率工艺的开发等。目前来说，由于中低压铝电解电容器采用的阳极箔的实际扩面倍率和理论的扩面倍率相差较大，因此提高其工艺技术的空间较大，特别是在高比容电蚀工艺的开发领域、加强光箔的质量控制以及对电蚀前预处理的工艺进行改进等方面非常值得业内人士关注。另外，当前部分国家采用电化学腐蚀的方法让铝箔的扩面工程不断向纳米级靠近，但是在工业领域内，其扩面倍率的提升速度相对较慢，且工艺的研究需要进一步深入以取得突破。二、铝电解电容器技术的发展趋势 1、缩小体积，扁平化近十年来，低、中、高压化成铝箔的比容分别提高了50%以上，为缩小体积、降低成本创造了条件，而化成箔强度的提高为电容器扁平化、整机薄型化创造了条件。高比容、高强度是电容器主要原材料——化成铝箔今后发展的技术趋势。 2、低阻抗、耐大纹波电流、长寿命化随着高电导率材料、离子液体等开发，电解质的电导率不断地提高；新型电解电容器纸的密度、阻抗不断降低；电容器耐高温密封新材料（如丁基橡胶IIR新型橡胶塞）的出现，电容器在低阻抗、耐大纹波、长寿命方面的性能大大改善。低、中、高压在高温（105℃）状态下，已经有了万小时级的产品出现，欧、美电容器制造业能保留并生存的原因主要就是大大改善了电容器在这方面的性能，不断满足了各个工业领域的高技术需求。 3、上限工作温度、寿命迅速提高根据汽车电子发展的需求，上限工作温度125℃的电容器的寿命已从传统工艺1000~2000h迅速提升到3000~5000h；上限工作温度150℃，寿命1000-2000h的铝电解电容器也已产品化，随着汽车工业的发展，这一市场的潜力十分巨大。 4、固体电解质电解电容器的商品化进程加快以有机半导体电解质TCNQ为代表的OS-CON和以高分子导电聚合物电解质为代表的SP-CON，PC-CON，POSCAP电容器均已商品化。OS-CON以SANYO公司和NCC公司为主要生产商。POSCAP以Panasonic，Nichicon公司为主要制造商，POSCAP电容器的性能要明显优于OS-CON电容器，是今后发展的主流方向，但目前的该电容器十分昂贵，而近三年来市场的平均售价降低了70%。日立AIC电容器尽管也已成功开发，但成本太高，制约了商品化。 5、V-chip的技术已日渐成熟片式电容器的专利保护期即将结束，电容器耐压已提高到450V，尺寸也已扩展到20mm，品种已扩展到了低ESR、长寿命、高温125℃等不同要求，设备制造成本和电容器材料成本大幅下降，预期其产量会猛增，是制造商普遍看好的品种。 6、加大产品开发力度铝电解电容器的未来发展过程中，我国的铝电解电容器制造厂商需要根据自身的发展情况，加大对于新产品的研究和开发力度，争取

铝电解电容的寿命

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 al uminium 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） C A C c R P 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, as a result of connections, paper, electrolyte, ect. 等效串联电阻= Winding inductance and connections 等效串联电感 = Over and reverse voltage 等效稳压管 The capacitance Ca and Cc are the capacitance of the capacitor and is frequency and temperature depended. （Ca and Cc，它的容量是频率及温度的函数） The resistance ESR is the equivalent series resistance which is frequency and temperature depended. It also increases with the rated voltage. （ESR是频率及温度的函数，随着额定电压的增加而增加） The inductance L is the equivalen t series inductance, and it’s independent for both frequency and temperature. It increases with terminal spacing. （L是频率及温度的函数） The resistance Rp is the equivalent parallel resistance and accounts for leakage current in the capacitor. It decreases with increasing the capacitance, temperature and voltage and it increases with time. （Rp的大小决定了漏电流的大小，随着容量温度电压的增加而降低，随着使用时间的延长而增加） The zener diode D models the over voltage and reverse voltage behavior. Application of over voltage on the order of 50 V beyond the cap acitor’s surge voltage rating causes high。（D模拟过压及加反向电压时特性）Leakage current and a constant voltage-operating mode quite like the reverse conduction of a zener diode. Applications of reverse voltage much beyond 1.5 V causes high leakage current quite like the forward conduction of a diode. Neither of these operating modes can be maintained for long because hydrogen gas is produced, and the pressure built up will cause failure. （加到电容两端的反向电压不能大于1.5V） 1.2 Capacitance （电容的容量） The rated capacitance is the nominal capacitance and it is specified at 120 Hz and a temperature of 25°C. Capacitance is a measure of the energy storage capability of a capacitor at a given voltage. （额定容量：标称电压，120Hz, 25°C时测量）。 The capacitance decreases under load conditions and increases under no load conditions over time. When

铝电解电容寿命计算公式

寿命计算式
改版
铝电容器推定寿命计算式
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上海贵弥功贸易有限公司
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寿命计算式
寿命计算式目录
? 寿命计算式
A) DC加载保证品 B) 纹波电流加载保证品 C) 螺丝端子型(额定电压350V以上) 螺丝端子型(额定电压以上) D) 导电性高分子电容器
? 温度测定方法
A) 周围温度测定方法 B) 单元中心发热温度测定方法 1) 单元中心温度测定 2) 周围温度/电容器表面温度测定 3) 纹波电流测定 >>> 发热温度计算
注意事项
纹波电流频率修正系数与温度修正系数使用方法
CONFIDENTIAL(秘密的)
2

寿命计算式
推定寿命计算式
A) DC加载保证品 ) 加载保品
Lx L = Lo × 2
Tx ? To 10
×2
? ?T 5
Lx (hrs):推定寿命 Lo (hrs):保证寿命 Tx (℃):最大可能周围温度 To (℃):实际使用周围温度 ( ) 纹波电流发热温度 ⊿T (℃):纹波电流发热温度 <应用系列> 贴片型:全般引钱型:SRM/SRE/KRE/SRA/KMA/SRG/KRG/SMQ/SMG/ 引钱型 SRM/SRE/KRE/SRA/KMA/SRG/KRG/SMQ/SMG/ SME-BP/KME-BP/LLA
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低ESR铝电解电容器及其应用

低ESR铝电解电容器及其应用北京航空航天大学教授方佩敏铝电解电容器是常用的元件,主要用于滤波、去耦及低频信号耦合等场合。一般的铝电解电容器其电解质是二氧化锰或其它电解液组成的,它的等效串联电阻(ESR) 较高,温度特性较差,允许纹波电流较小。近年来开发出一种新型有机半导体铝固体电解电容器,它采用高性能的电解质材料(有机半导体),其导电性高,ESR值低,并且有良好的频率特性、温度特性及允许通过更多的纹波电流等特点。本文介绍日本三洋(SANYO)公司研究开发的有机半导体铝固体电解电容器,商标为 OS-CON,以下简称此类电容器为OS-CON。 OS-CON的电解质 OS-CON的构造与一般的铝电解电容器基本相同,电容芯采用铝箔卷绕结构(如图1所示),所不同的是采用有机半导体材料代替电解液,采用特殊的工艺:经加热、熔解、冷却固化后形成的多结晶组成的高导体。它的成份是TCNQ复合盐半导体。它主要的特点是:它是固体电解质,不会因电解液干涸而造成容量减少、tan 增加的问题,另外,因为电解液是用离子传导,TCNQ复合盐是用电子传导,电子传导要比离子传导快得多,所以导电性比电解液的电容约高100倍(即电阻值低)。高导电性有利于温度的稳定。

OS-CON的电气特性

OS-CON虽然是电解电容器但却有与薄膜电容器相同的高频特性,这是由于高导电性电解质的ESR低,从而大幅度提高高频特性。其谐振点在100kHz~10MHz之间,820μ F的OS-CON在100kHz时,其ESR约为10mΩ,在10MHz时其ESR约为20mΩ。 OS-CON的温度特性(随温度变化而引起ESR变化)极好,并且随温度变化而引起的电容量变化也较小。OS-CON的ESR温度特性如图2所示,OS-CON的电容量的温度特性如图3所示。由图可以明显看出:一般铝电解电容器在低温时ESR值更大,电容量变得更小,不适于低温使用,而OS-CON较适合用于要求低温特性好的场合,如室外使用的电子设备或车载电子设备等。滤波电容的主要指标之一是允许纹波电流的大小,ESR大的电容引起发热大则允许纹波电流小,三种不同电容器[铝低阻抗电解电容器、钽低阻抗电解电容器、OS-C ON(SA系列)]的比较如图4所示。可以看出OS-CON允许纹波电流最大,即同样的纹波电流时,可以用容量更小的OS-CON来代替。 OS-CON有极好的消除纹波电压(或干扰)的能力。例如,三洋公司做的实验:在5V直流电压上叠加一个正弦波交流1Vp-p(频率100kHz~20MHz)的纹波电压,用四种不同的电容器来滤波消除纹波电压,另用一种22μH及47μF铝电解电容并联 0.022μF陶瓷电容组成LC滤波器,其滤波后剩余的纹波电压如图5所示。

电解电容寿命计算

铝电解电容器寿命的计算方法 LIFETIME CALCULATION FORMULA OF ALUMINUM ELECTROLYTIC CAPACITORS 铝电解电容的寿命的计算公式 1. Lifetime Calculation Formula 寿命计算公式 L : Life expectancy at the time of actual use. 实际使用平均寿命 Lb : Basic life at maximum operating temperature 最大工作温度下的基本寿命Tmax : Maximum operating temperature 最大工作温度 Ta : Actual ambient temperature 实际环境温度 ΔTjo : Internal temperature rise when maximum rated ripple current is https://www.360docs.net/doc/f54497033.html,R, USC, USG : 10℃VXP : 3.5℃Other type : 5℃ 加上最大额定波纹电流后，电容器的内部温升USR, USC, USG :：10℃VXP ：3.5℃其它类型：5℃ ΔTj : Internal temperature rise when actual ripple current is applied. 加入实际波纹电流后，电容内部的温升 F : Frequency coefficient 频率系数［这个不李理解］ Io : Rated ripple current at maximum operating temperature 最高工作温度时的额定波纹电流 I : Actual ripple current 实际波纹电流 2. Ambient Temperature Calculation Formula 环境温度计算公式 If measuring ambient temperature (Ta) is difficult, Ta can be calculated from surface temperature of the capacitor as follows. .Ta = Tc –ΔTj/α如果测量环境温度Ta有困难，Ta可以根据电容器的表面温度按下式计算：Ta = Tc –ΔTj/α Ta : Calculated ambient Temperature 计算所使用的环境温度 Tc : Surface Temperature of capacitor 电容器的表面温度 α : Ratio of case top and core of capacitor element ［此处不太理解］ CaseφD ≤ 8 10,12.5 16, 18 20, 22 25 30 35 α 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 3. Ripple Current Multiplier 额定电流系数 (1) Temperature coefficient 温度系数 Temperature coefficients are shown as below. 温度系数选取如下：

铝电解电容器爆炸分析

1简介动力电池系统的安全性问题不仅局限在电池本身，电源管理系统（Battery Management System, BMS）安全性也需要认真考虑。相对于电池来说，虽然BMS出现安全事故的可能性小，但是一旦出现问题将很有可能引发电池着火、爆炸，给整个系统将带来灾难性影响。跟其它电子电路一样，BMS主要由电感、电容、电阻等按照特定功能搭建而成。在这些基本电子元器件中，铝电解电容器相对于其它电力电子设备失效的可能性最大，给电子器件带来较大的安全隐患。研究分析铝电解电容器存在的可能失效爆炸机制，对于提高BMS、乃至整个动力电池系统的安全性具有重要的意义。常用铝电解电容器的结构由电容器芯、保护装置和引线组成。其中功能部分为电容器芯，其组成结构包括：阳极金属铝箔、电解质阴极和阴极集流体铝箔。阳极铝箔经过电化学腐蚀形成一层0.01-1μm厚的Al2O3薄膜作为电容器的电介质，该膜具有类似PN结的单向导流特性，因此电解电容器具有极性，如反接，将导致内部发热使电容器失效。根据其物理状态，电解质阴极分为液体电解质、凝胶（或糊状）电解质和固体电解质。铝电解电容器由经过腐蚀和形成氧化膜的阳极铝箔、经过腐蚀的阴极铝箔、中间隔着电解纸卷绕后，再浸渍工作电解液，然后密封在铝壳中而制成。 2 研究内容欲分析个别电子器件爆炸事件的可能机制，需要对铝电解电容器进行多方面的测试和研究，包括：爆炸模拟实验、计算机模拟红外成像、气体成分与来源分析、电容器电解质组分分析等。 2.1 电容器电解质组分分析对于液体铝电解电容器，液体电解质是有电解纸吸附电解液形成的，电解纸是一种纤维素，起到吸附电解液和隔离阴阳铝箔电极的作用；常见的电解液中溶剂采用乙二醇、丙三醇或?-丁内酯等，溶质为五硼酸盐、癸二酸铵等，还含有各种功能添加剂如柠檬酸、次亚磷酸、硝基苯酚等。将结合化学分析方法和光谱法如红外光谱、质谱法解析电解质中的主要成分，从而推导在电容器正常使用、爆炸前期和爆炸过程中可能存在的化学反应。由于添加剂含量十分少，可以忽略不计。主要考察溶剂、溶质，以及残余水的影响。常用的溶剂为乙二醇，溶质常用五硼酸盐。表1 FTIR谱图比较 Table 1 Comparison of FTIR spectra

铝电解电容器寿命与温度之间的关系

铝电解电容器与温度之间的关系 BIT 销售经理郑淋先生现如今市场上铝电解电容器的温度标准有85度、105度、125度、130度等几种，很多工程师的选择的时候不是很在意这个问题，所以就会导致很多时候电容没用多长时间就出问题。铝电解电容器作为电子产品的重要部件，在电路中起着不可或缺的作用，它的使用寿命和工作状况与整体产品的寿命息息相关。当电路中铝电解电容器发生损坏，特别是铝电解电容器爆炸，电解液外溢时，那到底是电容器的质量出问题还是整体线路设计不合理呢？了解铝电解电容器的寿命与温度之前的关系，能为电子工程师提供一些判断依据。阿列纽斯方程是用来描述化学物质反应速率随温度变化关系的经验公式。电解电容内部是由金属铝等和电解液等化学物质组成的,所以电解电容的寿命与阿列纽斯方程密切相关。阿列纽斯方程公式：k=Ae－Ea/RT或lnk=lnA—Ea／RT(作图法) K化学反应速率, R为摩尔气体常量， T为热力学温度，

Ea 为表观活化能， A 为频率因子根据阿列纽斯方程可知,温度升高，化学反应速率（寿命消耗）增大，一般来说，环境温度每升高10℃，化学反应速率(K 值)将增大2-10倍，即电容工作温度每升高10℃，电容寿命减小一倍,电容工作温度每下降10℃，其寿命增加一倍，所以,环境温度是影响电解电容寿命的重要因素根据阿列纽斯方程结论可知，铝电解电容器使用寿命与温度之间的计算公式如下 L=L 0×2T0?T110 L:环境温度为T1时铝电解电容器的使用寿命，单位：H L 0：额定寿命，单位：H T 0：额定最高使用温度，单位：℃ T 1：环境温度，单位：℃ 举例说明：如果产品的额定温度为85度，2000小时的额定寿命，那么如果环境温度在55度时，铝电解电容器的使用寿命则为16000小时（约1.8年），那换成BIT 的铝电解电容器呢，那么同样是85度的产品，那使用寿命则为24000小时（约2.7年），

《铝电解电容器技术现状及发展趋势》

《铝电解电容器技术现状及发展趋势》摘要】：铝电解电容器目前的发展方向是容量更大、体积更小、成本更低而且高频低阻抗。近些年来我国的铝电解电容器技术发展主要表现在片石化技术、高比熔点制造技术还有电解质固体化技术这三个方面，一下我们就来重点介绍一下这三种技术的进展情况。【关键词】：铝电解电容器；技术现状；发展趋势引言随着社会现代化技术的迅速发展，电子技术也在不断的进步，电子正极的组装密度还有集成化程度也有了进一步的提升，因此同样的对于铝电解电容器也提出了更高的要求。 1.铝电解电容器的生产流程第一，进行刻蚀处理。一般情况下阳极和阴极都是高纯度薄铝箔，厚度 0.02mm-0.12mm。为了使容量进一步扩大，应该增加箔的有效表面积，针对电解质所接触铝箔表面结合腐蚀的方法加以刻蚀，促使形成不同的微小条状。第二，形成氧化膜。电容电解质会附着在阳极箔的表面，属于一层铝氧化物。形成的厚度和电压具有直接的关联。第三，切片。一般情况下铝箔的一卷是0.4-0.5m宽的条状，通过工艺梳理和刻蚀后，根据实际的使用需求切成适合的宽度大小。第四，芯子卷绕。完成铝箔的切片处理之后，在卷绕机上设置一层隔离纸，并铺设阳极箔，这样设置两层，将其绕卷成为柱状的芯子结构，在其外侧设置带状压敏条，防止芯子出现松散的现象。隔离纸属于阴极箔与阳极箔间的衬垫层，对于两极箔的接触能够有效避免，阻止了短路现象。第五，注入液态电解质。在芯子当中注满电解液，隔离纸能够充分吸收，并在毛细刻蚀管道当中进行深入。第六，老化、分检。这个过程中的电压施加要比额定电压大，但同时要保证是低于电压数值的直流电。老化过后实行分检步骤，分检出合格、漏电、高容产品。第七，编带包装、入库。编带处理要根据客户的需求，例如盒装规格、数量、是否需要剪脚等。 2.对铝电解电容器技术现状分析 2.1 片式化技术随着整机厂家自动化技术的飞速发展和劳动力成本的不断提升，传统引线型铝电解电容器不能适应快速表面贴装的要求，而片式化v-chip铝电解电容器能满足高速自动化贴装，减少劳动力成本，因此，片式化技术成为了促进铝电解电容器技术发展的重要因素之一。由于片式化技术有着较大的技术难度和较高的材料成本，在我国的应用并不广泛。目前，片式化铝电解电容器技术应用最广、研究最多的国家是日本，日本的大部分电子公司如：松下、NCC、rubycon等，都利用片式化技术作为自身产品的卖点，应用于高端领域。 2.2 电解质固态化技术根据笔者的研究及统计，目前铝电解电容器电解质固态化技术发展的最好的国家是日本，其三洋公司开发的TCNQ固态电解质及贵弥功株式会社与尼吉康株式会社开发的高质量固态电解质，是目前在全球范围内使用的最主要的固态电解质。由于我国电子技术及基础原材料的研究与发达的日本相比具有一定的差距及滞后性，电解质固态化技术在我国真正起步在最近几年。但相信，随着我国经济的发展及优秀人才数量的增多，电解质固态化技术在我国定将会得到大力的研究和提高。 2.3 高比容电极箔的制造技术

NCC铝电解电容器寿命计算方法

TO : PI Electronics HK Life Estimation Formula ?For Input Filtering (ripple frequency 100 - 120Hz) : 160V or Higher Rated Voltage Available to apply KMG, KMH, KMM, KMQ, SMH, SMM, SMQ and some other series for input filtering .........................................................................…........... Page 2 - 4?For Output Filtering (ripple frequency 10k - 100kHz) : Low-ESR Radial Type Capacitors up to 100V Rated Voltage Available to apply KY, KZE and KZH series for output filtering ................................… Page 5 Available to apply LXJ, LXV, LXY, LXZ, KMY series for output filtering.................... Page 6 - 8?For Snap-ins and 105o C Radial up to 100V rated items ..................................... Page 9 Available to apply KMH and SMH series for Snap-ins Available to apply KMQ, KMG, KME, KMF series for 105o C Radial ?For other types, general use capacitors .............................................................. Page 10 Available to apply Chip, 5mm height, 7mm height, Other Radial ?Appendix ..................................................................................................................... Page 11, 12 Nippon Chemi-Con Corporation Revised May03, 2004 HCC Engineering Koh Ohno

电解电容寿命设计

一、电解电容寿命设计本文主要是通过纹波电流的计算，然后通过电容的热等效模型来计算电容中心点的温度，在得到中心点温度后，也就是得到电容的工作点最高的问题后，通过电容的寿命估算公式来估算电容的设计寿命。首先，电容等效成电容、电阻（ESR ）和电感（ESL ）的串联。关于此请参考其他资料，接下来演示电容寿命计算步骤： 1 、纹波电流计算纹波电流计算是得到电容功率损耗的一个重要参数，在设计电容时候，我们必须首先确定下来电流的纹波大小，这和设计规格和具体拓扑结构相关。铝电解电容常被用在整流模块后以平稳电压，我们在选择好具体拓扑结构后，根据规格要求得到最小的电容值：控制某一纹波电压所需的电容容值为： P: 负载功率（单位W ）注意：这是应用所需要的最小电容容值。此外，电容容值有误差，在工作寿命期内，容值会逐步降低，随着温度降低，容值也会降低。必须知道主线及负载侧的纹波电流数据。可以首先计算出电容的充电时间。 f main是电网电流的频率。电容的放电时间则为：

充电电流的峰值为 dU 是纹波电压（U max – U min）则充电电流有效值：接下来计算放电电流峰值和有效值。最后计算得出：整流模块后纹波电流：这个有效值只是纹波电流的计算式，在复杂的市电输入的情况下，我们必须考虑各阶谐波的纹波有效值，也就是说要通过各阶谐波的有效值叠加，才是最后得到的电容纹波寿命计算的纹波，也就是需要将电流傅立叶分解。 2 、计算功率损耗在得到纹波电流后，我们可以计算各阶电流的纹波损耗，然后将各阶纹波求和： 3 、计算电容中心点温度得到功率损耗后，我们由电容的热等效模型（参考其他资料）计算中心点温度：

铝电解电容寿命计算

最近在网上寻找资料，获益非浅。不能光索取而不奉献，花了一周的时间，牺牲了晚上和周末，得罪了夫人。当然了，整理过程中，自己也有所提高。同时也呼吁大家行动起来，多总结经验形成文字。当然了，年轻人有所保留是可以理解的，毕竟为了减少竞争者；但是有些人说自己是退休者，为啥如此吝啬或障碍重重？网络是一个虚拟世界，现实生活已经有如此众多的虚伪，面子，为啥还要将其带入网络中呢？多么希望技术栏目中能恢复人与人间的真诚与无私奉献，体现出知识分子.学者.工程师的风范。当然，许多人不错，但是更多的人让我感觉差劲。我很少上网，也不愿与人争吵，只是提出个人的感受而已。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 c ircuit 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） C A C c R P 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, as a result of connections, paper, electrolyte, ect. 等效串联电阻= Winding inductance and connections 等效串联电感 = Over and reverse voltage 等效稳压管 The capacitance Ca and Cc are the capacitance of the capacitor and is frequency and temperature depended. （Ca and Cc，它的容量是频率及温度的函数） The resistance ESR is the equivalent series resistance which is frequency and temperature depended. It also increases with the rated voltage. （ESR是频率及温度的函数，随着额定电压的增加而增加） The inductanc e L is the equivalent series inductance, and it’s independent for both frequency and temperature. It increases with terminal spacing. （L是频率及温度的函数） The resistance Rp is the equivalent parallel resistance and accounts for leakage current in the capacitor. It decreases with increasing the capacitance, temperature and voltage and it increases with time. （Rp的大小决定了漏电流的大小，随着容量温度电压的增加而降低，随着使用时间的延长而增加） The zener diode D models the over voltage and reverse voltage behavior. Application of over voltage on the order of 50 V beyond the capacitor’s surge voltage rating causes high。（D模拟过压及加反向电压时特性）Leakage current and a constant voltage-operating mode quite like the reverse conduction of a zenerdiode. Applications of reverse voltage much beyond 1.5 V causes high leakage current quite like the forward conduction of a diode. Neither of these operating modes can be maintained for long because hydrogen gas is produced, and the pressure built up will cause failure. （加到电容两端的反向电压不能大于1.5V）

铝电解电容器知识

铝电解电容器基础一、电容器的原理只要在当作电极之相对两导体中间存在电气绝缘体，即可构成电容器。原理图如图1所示 1、电容量的定义及单位电容量定义：对某一特定的电容器，充电后的电荷量与充电电压成正比即Q/V=常数，我们就定义Q/V 为该电容器的电容量（C）即C=Q/V，它代表一个电容所能储存电荷的多少，也可以定义为电压每升高1V，极板两端电荷的增量。若极板面积为S，电气绝缘体的厚度为d，相对介电常数为εr,真空介电常数为ε0，两极板间的介质电场强度为E，因为Q=ε0εr S×E, V=E×d，则该电容器的电容量C=Q/V=ε0εr S/d，也就是说电容量与相对面积和电气绝缘体介电常数成正比，与电气绝缘体的厚度成反比。单位：电容量的国际单位为法拉（F），但实用上法拉这个单位太大，使用不方便，实际上经常使用uF 、mF、nF、pF等单位。 1uF=10-6F、1mF=10-3F、1nF=10-9F、1pF=10-12F 2、电容器在线路中的特性及应用电容器有以下特性和应用： (1)通交流隔直流——旁路作用、滤波作用、耦合作用 (2)通高频、阻低频——频率分离作用 (3)电流的相位超前于电压——移相作用、功率因数改善、电机启动用 (4)储能作用——闪光灯、点熔接、放电加工 (5)电压不能突变——电器接点的防火花、尖脉冲吸收 (6)RC时间常数——定时作用 (7)电流非线性变化——S校正作用二、铝电解电容器的原理铝电解电容器的原理示意图如下：

阳极箔为一个电极，其上氧化膜为电气绝缘体电解液为真正的阴极，同时起修补氧化膜作用(电解质包括电解液（electrolyte）、二氧化锰（MnO2）、有机半导体TCNQ、导体聚合物（PPy、PEDT）、凝胶电解质PEO等) 电解纸起隔离阳极箔和阴极箔作用，同时贮存电解液阴极箔起引出电极作用。三、铝电解电容器的结构和特点 1、结构部件图引出条、铝导针：引出作用橡皮头、铝壳：密封作用，保护芯子盖板：引出固定作用套管：绝缘、美观、标识。

电解电容寿命计算方法

电解电容寿命计算方法寿命估算(Life Expectancy)：电解电容在最高工作温度下，可持续动作的时间。Lx=Lo*2(To-Ta)/10 Lx=实际工作寿命 Lo=保证寿命 To=最高工作温度(85℃or105℃) Ta= 电容器实际工作周围温度 Example：规范值105℃/1000Hrs 65℃寿命推估：Lx=1000*2(105-65)/10 实际工作寿命：16000Hrs 高温负荷寿命(Load Life)将电解电容器在最高工作温度下，印加额定工作电压，经一持续规定完成时间后，须符合下列变化：Δcap：试验前之值的20%以内tanδ：初期特性规格值的200%以下 LC ：初期特性规格值以下高温放置寿命(Shelf Life)：将电解电容器在最高工作温度下，经一持续规定完成时间后，须符合下列变化：Δcap: 试验前之值的20%以内 tanδ:初期特性规格值的200%以下 LC:初期特性规格值以下高温充放电试验(Charge/Discharge Test)将电解电容器在最高工作温度下，印加额定工作电压，经充电30秒后再放电330秒为一cycle，如此经1,000 cycles 后，须符合下列变化：Δcap : 试验前之值的10%以内 tanδ : 初期特性规格值的175%以下 LC : 初期特性规格值以下纹波负荷试验(Ripple Life)将电解电容器在最高工作温度下，印加直流电压及最大纹波电流（直流电压+最大涟波电压峰值=额定工作电压），经一持续规定完成时间后，须符合下列变化：Δcap : 试验前之值的20%以内 tanδ : 初期特性规格值的200%以下 LC : 初期特性规格值以下常用电解电容公式容抗 : XC=1/(2πfC) 【Ω】感抗 : XL=2πfL 【Ω】阻抗: Z=√ESR2+(XL-XC)2 【Ω】纹波电流: IR=√(βA△T/ESR) 【mArms】功率 : P=I2ESR 【W】谐振频率 : fo=1/(2π√LC) 【Hz】

铝电解电容可靠性--寿命估算

铝电解电容寿命的简单推算 1) 不含有纹波电流工作状态的铝电解电容器的推算。基本依据为“10℃法则”，即环境温度每上升10℃寿命减半，反之亦然。这个10℃法则只在零纹波电流条件下适用，在铝点解电容流过比较大的纹波电流时不一定适用。 2）公式推算。在额定电压下，铝电解电容器的寿命可以由下式计算： )10 ( 200T T L L -?= 式中，L 和0L 分别为实际环境温度T 时的寿命和额定最高温度0T 时的寿命。上面的推算方法仅适用于存储状态和无纹波电流（很小纹波电流）的工作状态，对于明显含有纹波电流的场合上述方法不一定适用，这时候应该将纹波电流的效应考虑在应用条件中。铝电解电容寿命估算环境因子包括环境温度，应用电压，纹波电流 voltage tem p K K Lr Lx ??= Lx 估算的寿命 Lr 寿命基数 temp K 温度系数 voltage K 电压系数环境温度系数铝电解电容器是一种电化学元件，化学反应速度遵循Arrhenius 方程 10)(0002r T T tem p L K L Lr -?=?= 10)(02r T T tem p K -= Lr 估算寿命 0L 寿命基数 0T 最高额定温度 r T 实际环境温度电压系数

voltage K =1 纹波电流的影响 DC AC W W W += D C D C e AC I V R I W ?+?=2 W 内部功率损耗 AC W 电源纹波电流造成的功率损耗 DC W 直流电源造成的功率损耗 AC I 纹波电流 e R 纹波频率下的ESR DC V DC 电压 DC I 漏电流如果DC 电压在额定电压下，漏电流远远小于纹波电流，纹波功率损耗远大于直流功率损耗。功率损耗计算公式： e AC A R I W W ?==2 电容温度提到到一定程度，内部产生的热量与热辐射平衡。平衡的温度计算公式。 T A R I e AC ???=?β2 所以A R I T e AC ??=?β2 =β热辐射常数W ?3-10℃2 cm =A 表面面积)(2Cm 、对L D ?ψ电容 )4()4/(L D D A +=π T ?由于纹波电流导致的核心温度上升

电解电容寿命的计算方法

Load life If the capacitor`s max.operating temperature is at 105℃(85℃),then after applying capacitor`s rated voltage (WV) for Lo hours at 105℃(85℃),the capacitor shall meet the requirements in detail specification. where L0 is called ”load life” or “useful life (lifetime) at 105℃(85℃)”. L x=L0x2(To-Tx)/10x2—△Tx/5where △T x=△T0x(I x/I0)2 Ripple life: If the capacitor`s max .operating temperature is at 105℃(85℃),then after applying capacitor`s rated voltage (WV) with the ripple current for Lr hours at 105℃(85℃),the capacitor shall meet the requirements in detail specification . where Lr is called ”ripple life” or ”useful ripple life (ripple lifetime) at105℃(85℃) ”. Lx= L r x2(To-Tx)/10x2(△To-△Tx)/5where △T x=△T0x(Ix/I0)2 The (ripple) life expectancy at a lower temperature than the specified maximum temperature may be estimated by the following equation , but this expectancy formula does not apply for ambient below+40℃. L0 = Expected life period (hrs) at maximum operating temperature allowed Lr = Expected ripple life period (hrs) at maximum operating temperature allowed Lx = Expected life period (hrs) at actual operating temperature T0 = Maximum operating temperature (℃) allowed Tx = Actual operating ambient temperature(℃) Ix = Actual applied ripple current (mArms) at operating frequency fo (Hz) I0 = Rated maximum permissible ripple current IR (mArms) x frequency multiplier (C f) at f0 (Hz) △T0≦5℃= Maximum temperature rise (℃) for applying Io (mArms) △Tc = Temperature rise (℃) of capacitor case for applying Ix (mA/rms) △T x = Temperature rise (℃) of capacitor element for applying Ix (mArms) = K c△T c= K c(T c-T x) where T c is the surface temperature (℃) of capacitor case Tx is ditto. K c is transfer coefficient between element and case of capacitor From table below: Dia ≦8Φ10Φ12.5Φ13Φ16Φ18Φ22Φ25Φ30Φ35Φ Kc 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.50 1.65