铝电容型现在是使用最广泛的组件之一,但是我们或多或少会听到电解电容器的故障。因此,在设计电路时,我们必须考虑以下问题。
1-铝电解电容器为什么失败?
2 ---哪些因素与铝电解电容器的故障有关?
3 ---如何计算电解电容器的寿命?
让我们依次看看这些问题。
为什么铝电解电容器失效?
此问题还需要铝电解电容器的结构。
通用铝电解电容器的基本结构是箔式绕组结构。阳极是铝制金属箔。介电是通过电化学方法在阳极金属箔表面形成的阀金属氧化膜。阴极是由多孔电解纸吸附的工作电解质。
用外行的话来说,电容器都由两个导电板并排放电。阳性电极为铝(阳极箔),中间培养基是非导电氧化铝(阳极氧化膜),负电极为电解质。
电解电容器故障的主要原因在于该电解质。该电解质会分解自身以产生气体,并且还将与氧化物膜化学反应以产生气体。当然,在正常使用下,此速率非常缓慢,否则将没有用。
因此,电解寿命的长度主要取决于电解质。当电解质消失时,电容器将失败。
哪些因素与铝电解电容器的故障有关?
铝电解电容器的破坏率与电解质的挥发率有关,挥发率主要取决于温度。电解电容器内部的温度取决于环境温度和波纹电流。
如果在电源波纹相对较小的情况下使用它,则电解电容器的温度主要取决于环境温度。
如果在波纹电流相对较大的情况下使用,则无法忽略电解电容器的ESR。例如,如果它用于开关电源,则由于ESR的存在,电解电容器将积极加热。
实际上,如果您打开电容器规格,我们还可以看到电解电容器具有称为最大连锁电流的参数。
以某个工厂的电解电容器为例(在文章末尾提供了电解电容器规范书籍)
要注意的主要内容是,这种连锁电流是有效的价值IRM。
如何计算铝电解电容器的寿命?
当温度升高时,化学反应率(寿命消耗)会增加。一般而言,每当环境温度上升10℃时,化学反应速率(k值)就会增加2-10倍,也就是说,每次电容器的工作温度上升10°时,电容器寿命都会翻倍,并且每次电容器工作温度下降10°时,其寿命就会增加一倍。
LO是电解电容器的最高工作温度的寿命。一般而言,电解电容器规范将具有相应的参数。
应该注意的是,每个制造商的寿命计算公式都不同,但它们都是相似的。设计电路时,公式计算的寿命可以用作一般参考。
总结:
1 ---当许多电解电容器在最高温度下运行时,它们的寿命仅为2,000小时(0.2岁),因此必须考虑生命问题。
2 ---每次温度上升10摄氏度时,电解电容器的寿命都会降低一半。
3-温度和波纹电流是影响电解电容器的重要因素。