液态和固态电解电容寿命计算公式(自动计算)
电解电容使用寿命的分析和计算
1.1 阿列纽斯(Arrhenius)
1.1.1 阿列纽斯方程 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)
1 概述
作为电子产品的重要部件电解电容，在开关电源中起着不可或缺的作用，它的使用寿命和工作状 况与开关电源的寿命息息相关。
在大量的生产实践与理论探讨中，当开关电源中电容发生损坏，特别是电解电容冒顶，电解液外 溢时，电源厂家怀疑电容质量有问题，而电容厂家说电源设计不当，双方争执不下。
以下就电解电容的使用寿命和使用安全作些分析,给电子工程师提供一些判断依据。
1.1 阿列纽斯(ARRHENIUS).................................................................................................................................. 3 1.1.1 阿列纽斯方程........................................................................................................................................ 3 1.1.2 阿列纽斯结论........................................................................................................................................ 3
电解电容寿命计算公式 说明(1)
代号
I0 IX
4、关于其他的寿命原因：
代号表示内容说明 最高使用温度下正常周波数的额定纹波电流(Arms)
实际使用中的纹波电流(Arms)
铝电解电容由于电解液通过封口部扩散到外部而导致磨耗故障，加速其现象的要因除上述周围温度与
纹波电流外有以下要因：
●过电压的情况
连续印加定格电压的过电压时，急速增大制品的漏电流量，这种漏电流引起发热产生气体，并导致内压
铝电解电容器的使用寿命计算公式
1、周围温度与寿命
温度对寿命的影响有静电容量的减少，损失角正接的增大，导致电解液通过封口部扩散到外部，电气
特性随时间的变化值与周围温度间成立试验公式，其关系式类似于温度增加，化学反应速度成指数倍 增加之化学反应规律式，称之为温度与铝电解电容寿命10℃法则。
LX=L0×B
W=IR2×R+VIL
代号
代号表示内容说明
W
内部的消费电力
IR
直流电流
R
内部阻抗等效串联电阻 ESR
V
印加电压
IL
漏电流
漏电流 LC最高使用温度增加到20℃的 5-10倍程度，由于 I R远大于IL，可成立如下公式：
W=IR2×R
◆ 内部发热与放热达到平衡温度的条件公式如下：
IR2×R=βA△T
代号
T0 - TX 10
代号
代号表示内容说明
L0
最高温度条件下，印加定格电压或重迭额定纹波电流时的保证寿命(hrs)
LX
实际使用中的寿命(hrs)
T0
制品的最高使用温度(℃)
Tx
实际使用时的周围温度(℃)
B：温度加速系数 温度加速系数 B，如果是最高使用温度以下时，可以用 B≈2来计算，升温 10℃，约 2倍的加速率； 设定较低的使用时的周围温度 T X，能保证长期的寿命。 2、印加电压与寿命 使用在线路板上的 RADIAL型、SNAP-IN型铝电解电容，若在最高使用温度及额定工作电压以下的情况 使用时，印加电压的影响比周围温度及直流电流的影响小，对于铝电解电容来说，实际计算可以不考虑 降压使用对寿命计算之影响。 3、纹波电流重迭时的寿命 铝电解电容比其他类的电容损失角大，会因纹波电流而内部发出热量。由于施加的纹波电压发出的热量 会导致温度上升，对寿命有很大影响，印加电流电压时的发热情况如下公式来计算：
如何计算电解电容使用寿命
如何计算电解电容使用寿命
作为电子产品的重要部件电解电容，在开关电源中起着不可或缺的作用，它的使用寿命和工作状况与开关电源的寿命息息相关。
在大量的生产实践与理论探讨中，当开关电源中电容发生损坏，特别是电解电容冒顶，电解液外溢时，电源厂家怀疑电容质量有问题，而电容厂家说电源设计不当，双方争执不下。
以下就电解电容的使用寿命和使用安全作些分析,给电子工程师提供一些判断依据。
1、阿列纽斯(Arrhenius)
1.1 阿列纽斯方程
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
1.2 阿列纽斯结论
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。
2、电解电容使用寿命分析
1)公式:
根据阿列纽斯方程结论可知，电解电容使用寿命计算公式如下：。
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)/10Lx=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℃/1000Hrs65℃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】。
电解电容_纹波_温度_寿命_计算
电解电容_纹波_温度_寿命_计算电解电容器是一种常见的电子元件，用于存储和释放电荷。
在实际应用中，电解电容器的性能参数包括电解电容、纹波电压、温度和寿命等。
1.电解电容电解电容是指电容器的额定值，单位是法拉(F)。
电解电容主要取决于电解液的种类和容量，以及电容器的结构和材料。
一般来说，电解电容越大，存储电荷的能力越强。
2.纹波电压纹波电压是指在交流电路中，电解电容器上的电压变化。
由于电解电容器的内部结构，它对交流信号的响应能力有限，会有一定程度的电压波动。
纹波电压越小，说明电解电容器对交流信号的滤波效果越好。
3.温度温度是电解电容器性能的重要影响因素之一、温度过高会导致电解液的蒸发、内阻上升，从而影响电解电容器的工作稳定性和寿命。
一般来说，电解电容器的温度范围应在指定范围内使用，过高或过低的温度都会对性能产生不良影响。
4.寿命电解电容器的寿命是指其可靠工作的时间。
电解电容器的寿命主要受电解液的腐蚀性和电容器的结构质量等因素影响。
一般来说，电解电容器具有一定的工作寿命，超过寿命后可能会出现容值下降、纹波电压增加等问题。
计算电解电容器的性能参数需要根据具体的电容器型号和规格，以及电路的设计要求进行分析和计算。
以下是一些常用的电解电容器的计算公式：1.电容器的纹波电压计算公式：纹波电压=(I*t)/(C*ΔV)其中，I是负载电流，t是纹波时间周期，C是电解电容容量，ΔV是纹波电压的标准值。
2.电解电容器的额定寿命计算公式：寿命=(T/ΔT)^k其中，T是电解电容器的工作温度，ΔT是电容器工作温度与最大允许温度的差值，k是材料系数。
在实际应用中，电解电容器的纹波和寿命通常是通过实验和测试得出的，也可以根据电解液种类和电容器的结构参数进行估算。
对于设计师来说，选用合适的电解电容器和合理的工作条件是确保电子设备正常工作和提高寿命的关键。
电解电容寿命计算
计算条件： 物料名称：4300-BN1071-A010 保证寿命：105℃5000hrs 额定纹波电流：650mArms/ 105℃,120Hz 使用温度：55 ℃ 实际纹波电流： 600mArms/ 100Hz 周围补正系数： 120Hz 100Hz…0.7
1.纹波发热的计算： 频率修正： 650mArms/120Hz X 0.7 = 455mArms/ 100Hz 发热计算： (600/455)2 x 5 = 8.695
寿命计算（2000小时）
计算条件： 物料名称：4300-BN1071-A000 保证寿命：105℃2000hrs 额定纹波电流：650mArms/ 105℃,120Hz 使用温度：55 ℃ 实际纹波电流： 600mArms/ 100Hz 周围补正系数： 120Hz 100Hz…0.7
1.纹波发热的计算： 频率修正： 650mArms/120Hz X 0.7 = 455mArms/ 100Hz 发热计算： (600/455)2 x 5 = 8.695
使用时间
每天观看时间
2.寿命计算
时间（年）
33 16.5 11 8.3 6.6
Lx Lo 2
To Tx 10
2
ΔT 5 8.695 5
4小时 8小时 12小时 16小时 20小时
5000 2 48000
105 55 10
2
24小时
5.5
注： 55 ℃为电视机使用环境为恶劣条件下的评估值，由此计算在恶劣条件下连续 使用的时间约为48000小时，即5.5年 。若电视机平均每天工作12小时，则使 年限为11年。
使用时间
每天观看时间
2.寿命计算
时间（年）
电解电容寿命计算
Ф(mm) β ×10 -3
5~8
10
2.16
2.10
6.C F: 频率补偿系数 : 参考目录资料。
13
16
1.20
1.25
13
16
2.05
2.00
注: 此寿命计算公式只适用于东莞冠坤电子有限公司的所有系列
75 20 1.90
18 1.30
18 1.96
85
105
15
5
1.70 1.00
22 1.35
25 1.40
30 35 1.50 1.65
22
25
30 35
40
1.88
1.84 1.75 1.64
1.58
β: 放热系数． A:电容器的表面积 (cm 2 ).
π
A=
D
4
D:铝壳的直径 (cm);L: 铝壳的长度（ cm）
R:内部阻抗 ( 串联等效阻抗 ).
R=
tan δ 2πfc
× (D+4L)
tan δ: 损失角正切值 f ：测试频率（ HZ） C：容量.I RC=I × C F × C T I: 额定纹波电流 . （参考规格表中的规定值） CF: 频率补偿系数． CT: 温度补偿系数．
Su'scon electronic enterprise co.,ltd.
電解電容器壽命推算公式
1. 在額定 DC電壓下的保正壽命 ( 適用于不必考慮紋波電流影響的場合）
Lx=Lo × 2
To-Tx 10
×2
- △Ｔ △To
2. 在允許最大紋波電流疊加條件下的保證壽命
( 適用于須考慮紋波電流影響的場合）
Lx=Lr × 2
固态电容寿命计算
固态电容寿命计算固态电容器是一种电子元件，用于储存和释放电荷。
它们通常用来作为电子系统的电源电容器，但是它们也可以用于其他应用，如滤波和耦合。
固态电容器的寿命是指其在特定条件下能够可靠工作的时间。
这个时间通常以小时或年来表示。
寿命的计算通常依赖于几个要素，包括电容器的使用环境、电流载荷和电压应力。
首先，使用环境对固态电容器的寿命有很大影响。
温度是影响固态电容器寿命的主要因素之一、温度过高会导致电容器内部的电解液蒸发，从而降低电容器的电容值和寿命。
因此，要尽量将固态电容器的工作温度控制在其额定温度以下，以延长其寿命。
其次，电流载荷也会影响固态电容器的寿命。
过大的电流会产生过多的热量，增加电容器内部元件的老化速度。
因此，在设计中应根据电容器的额定电流和工作电流来选择合适数值的电容器，以确保其寿命不会过早结束。
此外，电压应力也会对固态电容器的寿命产生影响。
电压应力是指电容器所承受的电压水平。
当电压超过电容器额定电压时，电容器可能会损坏或失效。
因此，电容器的额定电压需要与电路中的最大电压匹配，以确保固态电容器可以长时间稳定工作。
除了以上因素外，固态电容器的寿命还受到生产工艺和材料质量的影响。
不同厂家生产的电容器可能有不同的寿命，因此，在选择固态电容器时应注意选择质量可靠的产品。
计算固态电容器寿命的方法有很多种，其中一种常见的方法是使用Arrhenius方程。
Arrhenius方程是寿命与温度之间关系的数学模型，可以用来估算在不同温度下电容器的寿命。
另外，一些厂商也会提供电容器寿命的估计值。
这些估计值通常基于实验数据和电容器的设计规格。
但是需要注意的是，这些估计值通常是在特定条件下获得的，实际使用情况可能有所不同。
总结起来，固态电容器的寿命计算需要考虑多个因素，包括使用环境、电流载荷和电压应力。
通过准确估计这些因素，并使用合适的数学模型，可以得出比较准确的固态电容器寿命预测。
因此，在设计电子系统时，应根据具体的工作条件和要求，选择适当的固态电容器，以确保系统的可靠性和持久性。
电解电容寿命推算
3．寿命计算条件
请注意推算出来的结果并不是保证值。
在对设备进行寿命设计的时候，请检讨使用寿命充裕的电容器。 推定寿命计算结果超过15 年的场合，按15 年为上限。 如果需要推定寿命15 年以上的产品，请与弊司联系。
目录中记载的内容有可能未经提示而变更。贵司在购买、使用时请要求敝司提供规格书，并以此为基准去使用。
1．寿命推算式
考虑过周围温度和纹波电流的自身温度上升的影响后的寿命推算式用如下公式（1）表示。
Lx=Lo×2
To-Tx 10
×2 10
-Δ T
� � � � � � � � � � � � � � 1） （
Lx ： 在实际使用条件中推算的寿命（小时） Lo ： 工作温度为最大，施加额定电压时的规定寿命（小时） To ： 制品的工作上限温度（℃） Tx ： 实际使用时的周围温度（℃） ΔT ： 叠加纹波电流时的自我温升（℃） 通过降低周围温度和减小实际使用的纹波电流，可以延长导电性高分子固体铝电解电容器的寿命。 关于上限温度为125℃以上产品的寿命计算式，请与弊司联系。 对象系列 ： PXD、PXH 叠加纹波电流时的大致的自我温升ΔT可以用如下公式（2）算出。
频率[Hz]
贴片型 引线型
120
0.05 0.10
1k
0.30 0.35
10k
0.55 0.60
50k
0.70 0.80
100k
1.00 1.00
导电性高分子固体铝电解电容器是一种以在高频领域ESR非常低的产品。因此，在低频领域ESR会相对变高。所以，在低频领域， 可以叠加的纹波电流值会变小。 在低频领域使用时，请注意叠加纹波电流值的大小。
2．额定纹波电流频率修正系数
导电性高分子固体铝电解电容器虽然比铝电解电容器ESR更低，但同铝电解电容器一样，叠加纹波电流会产生自我温升。因为频率 不同，ESR的值也不同，所以自我温升的大小也随着纹波电流频率的不同而不同。因此，实际使用的纹波电流的频率与标准品一览表的 规定值不同时，请按乘以下表所示的额定纹波电流频率修正系数之后的值变换额定纹波电流值。 额定纹波电流频率修正系数
电解电容寿命计算公式 说明(1)
周围温度+纹波电流引起自身发热的限界值是指：
① 最高使用温度为105℃的HT系列：110℃
② 85℃一般标准规格：95℃
③ 其他系列：最高使用温度+5℃
举例：不同环境温度条件下有不同上限值
● 环境温度与自身发热限界值
环境温度（℃）
40
55
65
85
105
△T0
30
30
25
15
5
●最高使用温度为105℃系列的，符合最高使用温度的纹波电流所引起的发热是5℃为限界值(共 110℃)，
◆铝电解电容器外径与温度差系数
电容器外径ФD(mm) 5Ф
6.3Ф
8Ф
10Ф
13Ф
16Ф
温度差系数
1.1
1.1
1.1
1.15
1.2
1.25
电容器外径ФD(mm) 18Ф
22Ф
25Ф
30Ф
35Ф
40Ф
温度差系数
1.3
1.35
1.4
1.5
1.65
1.75
◆ 纹波电流引起的发热△T是按下列公式来计算，最高使用温度为105℃系列，△T 0=5℃
铝电解电容器的使用寿命计算公式
1、周围温度与寿命
温度对寿命的影响有静电容量的减少，损失角正接的增大，导致电解液通过封口部扩散到外部，电气
特性随时间的变化值与周围温度间成立试验公式，其关系式类似于温度增加，化学反应速度成指数倍 增加之化学反应规律式，称之为温度与铝电解电容寿命10℃法则。
LX=L0×B
<1> 关于 TX（实际使用时的周围温度）的注意事项 温度加速试验中确认为10℃的 2倍，以40℃-最高使用温度为范围。从市扬的反退品的测定结果来看，