电容寿命推算
薄膜电容的寿命计算
薄膜电容的寿命计算
薄膜电容的寿命计算是一个复杂的过程，涉及多个因素和公式。
下面介绍三种常见的薄膜电容寿命计算公式：
电化学腐蚀寿命计算公式：
Tc = h/k(Ia*U/0.01)
其中，Tc表示电容的寿命，单位为小时；h为随机失效时间；k为系数，取值通常为3~10左右；Ia为电容板的表面积，单位为cm²；U为电容器工作电压，单位为V。
热老化寿命计算公式：
Tc = A*e^(Ea/RT)
其中，Tc表示电容器的寿命；A为材料常数；Ea为活化能，单位为J/mol；R为普适气体常量；T为温度，单位为K。
电压应力aging寿命计算公式：
其中，Tc表示电容寿命；k为常数；U为电压；n为指数，通常取值为0.5~4之间。
除了上述公式外，薄膜电容的寿命还受到多种因素的影响，如工作温度、工作电压、环境因素和加工工艺等。
在实际应用中，需要根据具体情况综合考虑这些因素，选择合适的材料和工艺，并采取必要的措施来延长薄膜电容的寿命。
总之，薄膜电容的寿命计算是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素和公式。
在实际应用中，应结合具体情况进行选择和调整，以获得最佳的寿命延长效果。
钽电容寿命计算公式
失效率计算
1、在线路中，钽电容器的现场故障率MTBF计算公式为：
F = FV x FT x FR x FB
FV 是降额电压校正因子；
FT 是温度校正因子；
FR 是线路等效电阻校正因子；
FB 是电容器的基础失效率。
图1 降额电压校正因子（60%置信度）
图2 温度校正因子（60%置信度）
表1 线路等效电阻校正因子（60%置信度）
2、计算实例：
例：CA45-B-16V10μF用于12V线路中，工作温度范围-45~70℃，回路等效电阻2Ω，该电容器在此线路中的失效率等级为：
FV=0.08 降额75%；
FT=1 工作温度范围小于85℃
FR=0.85 每伏电压的阻抗2/12=0.167
FB=1%/1000Hr
F=0.08*1*0.85*1%/1000=0.068%/1000Hr
若电容器变为20V10μF，降额大，校正因子系数FV=0.018，失效率等级变为：F=0.018*1*0.85*1%/1000=0.0153%/1000Hr
对于钽电容，其寿命λ=1/F。
铝电解电容寿命试验规律
铝电解电容寿命试验规律
电容c的计算公式：c=εs/4πkd 。
其中，ε是一个常数，s为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。
在电容元件两端电压u的参考方向给定时，若
以q表示参考正电位极板上的电荷量，则电容元件的电荷量与电压之间满足q=cu。
定义式： c=q/u。
电容器的电势能计算公式：e=cu^2/2=qu/2=q^2/2c。
多电容器并联计算公式：c=c1+c2+c3+…+cn。
多电容器串联计算公式：1/c=1/c1+1/c2+…+1/cn。
三电容器串联：c=（c1*c2*c3）/（c1*c2+c2*c3+c1*c3）。
电容优点：
1、高稳定性
液态铝电解电容可以持续在高温环境中平衡工作，采用固态铝电解电容可以轻易提高
主板性能。
同时，由于其阔温度范围的平衡电阻，适合电源滤波。
它可以有效地提供更多
平衡丰沛的电源，在超频中尤为重要。
2、寿命长
固态铝电解电容具备极长的使用寿命(使用寿命少于50年)。
与液态铝电解电容较之，可以算是“长命百岁”了。
它不能被打穿，也不必害怕液态电解质干枯以及泄漏影响主板
稳定性。
由于没液态电解质诸多问题的所苦，固态铝电解电容并使主板更加平衡可信。
3、低esr和高额定纹波电流
esr(equivalentseriesresistance)指串联耦合电阻，就是电容非常关键的指标。
esr
越高，电容充放电的速度越慢，这个性能直接影响至微处理器供电电路的脱藕性能，在高
频电路中固态电解电容的高esr特性的优势更加显著。
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】。
电容寿命计算
Life Estimation Formula for the Capacitors
1. 计算公式
Lx = Lo × 2
（To-Tx)/10
×2
(△To-△Tx)/5
LX=lifetime(hours)of the capacitor to be estimated 计算公式得出的寿命值 Lo=Base (Assured)lifetime (hours)of the capacitor 保证寿命值 To=Maximum rated operating temperature(℃) 最高额定工作温度 TX=Actual ambient temperature of the capacitor within device (this is not the environment temperature of the device,but the environment temperature of the capacitor that has been placed within the device, details as note 2) 实际环境温度， △TO=Rise in core temperature of the capacitor due to rated (permissible)maximum ripple current. 允许中心温升,即纹波电流升到额定最大值时测得的电容器芯子温升。 △Tx=Actual rise in the core temperature of the capacitor due to actual ripple current at device operating conditions. 实际中心温升,即在装置工作条件下，施加纹波电流而引起的电容器芯子温升。 △Tx=△To×（Ix/Io)∧2 Where: Io=rated rms ripple 额定纹波电流 Ix=Actual rms ripple 实际纹波电流
电容寿命推算公式
ZHAOQING BERYL ELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD.
一、寿命推算公式 E-CAP Life Formula
式中：
LL 2
r
T0T ( ) 10
K
(
I 2 T [ ) 1 ( ) ] 5 I0
L：温度T时的寿命 LIFE ar tenmperature T Lr：工作在额定工作电压、施加最大允许纹波电流、和最高工作温度下的寿命 LIFE IN rated Ripple current and max temperature T0：电容额定工作温度 highest temperature T：电容器工作温度 work temperature K：为纹波加速系数 K=2（纹波电流允许范围内 in allowable ripplecurrent）； K=4（超纹波电流允许范围时） out of the allowable ripple current △T0=5：最高工作温度下施加最大允许纹波电流时的电容器中心容许温升 allowable increasing temp in the highest work temperature
产品 系列
产品的技术参数 产品规格 Lr (小时)
100μF100V Φ10*20
假设工作状态 K I T
105 95 85 75 65
工作寿命
T0 I0 △T0 (℃) (A) (℃)
L
12000 24000 48000 96000 192000
(A) (℃) (小时)
RK
12000
105
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.58
5
2
0.58
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
铝电解电容寿命计算方法
铝电解电容寿命计算方法1.液体电解电容寿命计算方法：液体电解电容的寿命通常由电解液的电导率、厚度以及电解液中氧化铝颗粒的电导率等因素决定。
根据经验公式可计算如下：寿命（小时）=1.440×10^15×（C/V）^n×Z/T其中，C为电容值（μF），V为工作电压（V），n为电压系数（可参考铝电解电容厂商提供的数据），Z为电解液电导率（S/cm），T为工作温度（℃），常温下Z一般取0.1-2 S/cm之间。
2.固体电解电容寿命计算方法：固体电解电容的寿命通常由陶瓷介质的电导率、电容值和工作电压等因素决定。
根据经验公式可计算如下：寿命（小时）=0.1×10^6×[(C×V)/(I×T)]^(1/3)其中，C为电容值（μF），V为工作电压（V），I为等效串联电阻（Ω），T为工作温度（℃），I值可通过测试或参考铝电解电容厂商提供的数据得到。
3.等效串联电阻计算方法：等效串联电阻是指电容器在工作状态下所表现出的电阻，其值与寿命成正相关。
可以通过测试或参考铝电解电容厂商提供的数据得到。
需要注意的是，上述计算方法是根据经验公式得出的估算值，在实际应用中可能存在误差。
因此，工程师在设计电路时，应综合考虑电容器的额定参数、使用环境和寿命要求等因素，选择合适的铝电解电容器，并进行合理的设计和布局，以确保电路的可靠性和稳定性。
此外，还需要注意以下几点：1.工作电压不应超过电容器的额定电压，以避免击穿和损坏电容器。
2.工作温度应在电容器能够承受的范围内，过高的温度会加速电容器老化，缩短寿命。
3.合理选择电解液类型和固体介质，不同的材料具有不同的寿命和性能特点，需根据具体需求进行选择。
综上所述，铝电解电容寿命的计算方法主要是根据电容器的工作参数和材料特性进行估算，具体的计算公式和方法可根据实际情况和厂商提供的数据进行合理选择和应用。
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电容寿命推算
电容器系列产品在85℃使用温度环境下连续负载加入纹波电流之额定电压达2000小时之寿命保证，用下列推定寿命算出式算使用寿命。
1、基础公式用于估算电容器使用寿命（L）
L=L0×10)
(0 2T
T−
L0：规定温度之电容器保证寿命L：预估电容器使用寿命
T0：规定最高工作温度
T：实际工作温度
计算式：L=2000×10
) 85
85
(
2
−
L=2000×20
L=2000Hr
即在最高温度85℃时，推算使用寿命应为2000Hr。
◆ 如设定使用条件：
电容器最高温度85℃，保证寿命2000Hr，而周围温度40℃时，使用寿命的计算值应为：
计算式：L=2000×10
) 40
85
(
2
−
L=2000×24.5
L=2000×22.627
L=45254Hr
即：在周围温度40℃时，推算使用寿命应为45254Hr。
※负载加入纹波电流之额定电压的寿命计算公式来推定产品之寿命。
1）直流定格电压保证品
直流定格电压印加时的寿命时间（L ）推定寿命算出式
Bn
L Tn T 12
Ln 10××=−…………（1） 以85℃产品的1000uF/25V 10×20L 的产品为推算范例： 85℃ GS 系列产品 规格1000uF/25V 尺寸10×20L
最高温度
最大许容纹波电流 使用周波数120HZ 寿命保证 85℃
950mAr.m.s 纹波电流补正系数 1 2000Hr
按Bn
L Tn
T 12Ln 10××=−……（1）公式用于估算电容器使用寿命（Ln ） 计算式：122000Ln 1085
85××=−
122000Ln 0××=
Hr 2000Ln =
设定使用条件：
85℃ 产品 规格1000uF/25V 尺寸10×20L
周围温度
最大许容纹波电流 使用周波数60HZ 40℃
950mAr.m.s 纹波电流补正系数 0.8
按Bn
L Tn
T 12Ln 10××=−……（1）公式用于估算电容器使用寿命（Ln ） 计算式：8
.0122000Ln 1040
85××=− 25.1627.222000Ln ××=
)5.6(5.56567Ln 年Hr =
已知上述的估算电容器的使用寿命是按推定寿命的计算公式来计算出使用寿命时间而取得的值，因推定寿命计算式不同时得出的寿命时间也会有差异，不是保证值，但是评估保证值的参数值，故在适用上还是请充分试验后
再判断使用。
BDC国际股份有限公司
品管部。