影响电解电 容寿命的原因分析及对策

2016-09-06

影响铝电解 电容寿命的因素

铝电解电容 广泛应用在电力电子的不同领域,主要是用于平滑、储存能量或 者交流电压整流后的滤波,另外还用于 非精密的时序延时等。在开关电源的MTBF预计时,模型分析结 果表明铝电解电容是影响开关电源寿命的主要因素,因此了解、影响电容寿 命的因素非常重要。

1、铝电解电容 的寿命取决于其内部温度。

因此,铝电解电容 的设计和应用条件都会影响到铝电解电容的寿命。从设计角度,铝电解电容 的设计方法、材料、加工工艺决 定了电容的寿命和稳定性。而对应用者来讲,使用电压、纹波电流、开关频率、安装形式、散热方式等 都影响铝电解电容的寿命。

2、铝电解电容 的非正常失效

 一些因素会 引起铝电解电容失效,如极低的温度,电容温升(焊接温度,环境温度,交流纹波),过高的电压,瞬时电压,甚高频或反偏压;其中温升是 对铝电解电容工作寿命(Lop)影响最大的因素。

电容的导电 能力由电解液的电离能力和粘度决定。当温度降低时,电解液粘度增加,因而离子移 动性和导电能力降低。当电解液冷冻时,离子移动能 力非常低以致非常高的电阻。相反,过高的热量 将加速电解液蒸发,当电解液的 量减少到一定极限时,电容寿命也就终止了。在高寒地区(一般-25℃以下)工作时,就需要进行加热,保证铝电解 电容的正常工作温度。如室外型UPS,在我国东北 地区都配有加热板。

铝电容器在 过压状态下容易被击穿,而实际应用 中的浪涌电压和瞬时高电压是经常出现的。尤其我国幅员辽阔,各地电网复杂,因此,交流电网很复杂,经常会出现 超出正常电压的30%,尤其是单相输入,相偏会加重 交流输入的正常范围。经测试表明,常用的450V/470uF 105℃的进口普通2000小时电解电容,在额定电压的1.34倍电压下,2小时后电容 会出现漏液冒气,顶部冲开。根据统计和分析,与电网接近 的通信开关电源PFC输出电解电容的失效,主要是由于 电网浪涌和高压损坏。铝电解电容 的电压选择一般进行二级降额,降到额定值的80%使用较为合理。

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