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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(yáng)極材料而制成的，按陽(yáng)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(biāo)記，但在電路中的符號(hào)與其它電解電容器符號(hào)卻是一樣。 電解電容比擬有下述長(zhǎng)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(gè)范圍內(nèi)工作，但電機(jī)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如鉭電解。壽命長(zhǎng)、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(zhǎng)時(shí)間工作能保持良好的機(jī)能。
　　電解電容在環(huán)境溫度較高的情況下，盡量采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，將電容安裝在進(jìn)風(fēng)口處。若電流由基頻和多次諧波構(gòu)成，則須計(jì)算每次諧波產(chǎn)生的功率損耗值，并將計(jì)算結(jié)果相加以求得總損耗值。
　　電解電容在的設(shè)計(jì)中，負(fù)極鋁箔被延長(zhǎng)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(mén)的熱量能開(kāi)釋。根據(jù)熱門(mén)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(shí)，可以考慮環(huán)境散熱方式、散熱強(qiáng)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(mén)”向附近溫度相對(duì)較低的部門(mén)傳導(dǎo)。熱量傳遞的途徑有幾種：其一是通過(guò)鋁箔和電解液傳導(dǎo)。假如電容被安裝在散熱片上，一部門(mén)熱量還將通過(guò)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(mén)”傳遞到附近環(huán)境中的總熱阻用Rth 來(lái)表示。電容安裝時(shí)應(yīng)盡量闊別發(fā)燒元件，否則過(guò)高的溫度會(huì)縮短電容器的使用壽命，從而使得電容器成為整個(gè)電路中壽命最短的部件。
　　電解電容通常用一個(gè)或多個(gè)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(dá)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(shuō)更長(zhǎng)的工作壽命。這樣做也有利于進(jìn)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(kāi)路。通過(guò)對(duì)電容芯包和鋁殼底部之間良好的機(jī)械接觸及通過(guò)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(kāi)釋到與之聯(lián)接的底板。內(nèi)部熱傳導(dǎo)設(shè)計(jì)對(duì)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(jī)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(shí)，電流在流過(guò)電阻時(shí)會(huì)引起能量損耗，電壓的變化在通過(guò)電介質(zhì)時(shí)也會(huì)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(yáng)極鋁箔氧化層。電解液作為陰極鋁箔和陽(yáng)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(yáng)極鋁箔之間的隔離層，鋁箔通過(guò)電極引接片連接到電容的終端。
　　電解電容一些因素會(huì)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(guò)高的電壓，瞬時(shí)電壓，甚高頻或反偏壓；其中溫升是對(duì)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(dāng)溫度降低時(shí)，電解液粘度增加，因而離子移動(dòng)性和導(dǎo)電能力降低。當(dāng)電解液冷凍時(shí)，離子移動(dòng)能力非常低以致非常高的電阻。相反，過(guò)高的熱量將加速電解液蒸發(fā)，當(dāng)電解液的量減少到一定極限時(shí)，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(jí)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(chǔ)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(shí)序延時(shí)等。在開(kāi)關(guān)電源的MTBF預(yù)計(jì)時(shí)，模型分析結(jié)果表明電解電容是影響開(kāi)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(jì)和應(yīng)用前提都會(huì)影響到電解電容的壽命。從設(shè)計(jì)角度，電解電容的設(shè)計(jì)方法、材料、加工工藝決定了電容的壽命和不亂性。而對(duì)應(yīng)用者來(lái)講，使用電壓、紋波電流、開(kāi)關(guān)頻率、安裝形式、散熱方式等都影響電解電容的壽命。

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