电解电容的寿命选择与因素

　　电解电容的寿命选择与因素
　　电解电容作为阳极材料而制成的，按阳极结构的不同可分为箔式和钽烧粉结式两种，在钽粉烧结式钽电容中，又因工作电解质不同，分为固体电解质的钽电容和非固体电解质的钽电容。钽电解电容器的外壳上都有CA标记，但在电路中的符号与其它电解电容器符号却是一样。 电解电容比拟有下述长处。使用湿度范围宽一般钽电解电容器都能的温度下正常工作，固然铝电解也能在这个范围内工作，但电机能远远不如钽电解。寿命长、绝缘电阻高、漏电流小钽电解电容器中钽氧化膜介质不仅耐侵蚀，而且长时间工作能保持良好的机能。
　　电解电容在环境温度较高的情况下，尽量采用强迫风冷，将电容安装在进风口处。若电流由基频和多次谐波构成，则须计算每次谐波产生的功率损耗值，并将计算结果相加以求得总损耗值。
　　电解电容在的设计中，负极铝箔被延长到可直接接触电容铝壳厚的底部。这底部就成为芯包的散热片，以使热门的热量能开释。根据热门温度的公式，电解电容的应用环境温度也是重要因素。在应用时，可以考虑环境散热方式、散热强度、电解电容与热源的间隔、电解电容的安装方式等。容器内部的热量，老是从温度最高的“热门”向附近温度相对较低的部门传导。热量传递的途径有几种：其一是通过铝箔和电解液传导。假如电容被安装在散热片上，一部门热量还将通过散热片传递到环境中。不同的安装方式和间距和散热方式都将影响电容到环境的热阻。从“热门”传递到附近环境中的总热阻用Rth 来表示。电容安装时应尽量阔别发烧元件，否则过高的温度会缩短电容器的使用寿命，从而使得电容器成为整个电路中寿命最短的部件。
　　电解电容通常用一个或多个金属电极引接片连接外部电极和芯包，降低芯包和引脚之间的阻抗。芯包上的电极引接片越多，电容的ESR值越低。借助于激光焊接技术，可在芯包上加上更多的电极引接片，因此使电容能达到较低的ESR值。这也意味着电容能经受更高的纹波电流和具有较低内部温升，也就是说更长的工作寿命。这样做也有利于进步电容抗击震惊的能力，否则有可能导致内部短路、高的漏电流、容值损失、ESR值的上升和电路开路。通过对电容芯包和铝壳底部之间良好的机械接触及通过芯包中间的热沉，可将电容内部热量有效地从铝壳底部开释到与之联接的底板。内部热传导设计对于电容的不乱性和工作寿命极其重要。
　　电解电容使用非固态电解液，电解电容的寿命还取决于电解液的蒸发速度，由此导致的电气机能降低。这些参数包括电容的容值，漏电流和等效串联电阻。电容充放电时，电流在流过电阻时会引起能量损耗，电压的变化在通过电介质时也会引起能量损耗，再加上漏电流造成的能量损耗，所有的这些损耗导致的结果是电容内部温度升高。在非固态电解液的电容里，电介质为阳极铝箔氧化层。电解液作为阴极铝箔和阳极铝箔氧化层之间的电接触。吸收电解液的纸介层成为阴极铝箔与阳极铝箔之间的隔离层，铝箔通过电极引接片连接到电容的终端。
　　电解电容一些因素会引起电解电容失效，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；其中温升是对电解电容工作寿命，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。除了非正常的失效，电解电容的寿命与温度有指数级的关系。
　　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。电解电容的寿命取决于其内部温度。因此，电解电容的设计和应用前提都会影响到电解电容的寿命。从设计角度，电解电容的设计方法、材料、加工工艺决定了电容的寿命和不乱性。而对应用者来讲，使用电压、纹波电流、开关频率、安装形式、散热方式等都影响电解电容的寿命。

信息来源：电解电容