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如何提高電解電容壽命

2018年08月13日

    無論電容器在電子技術哪個領域中使用,都希望所用元件滿足性能要求,不會輕易受損,達到延長使用壽命的目的。在電路設計時,應對電解電容器的性能有更深入的了解,做到心中有數,不要使電容器一直處于工作頂峰狀態。具體從以下幾個方面來考慮。

 

1、降低所處環境溫度

    降低所處環境溫度,使電解電容不在上限類別溫度下工作,另外還要考慮電容器本身發熱影響,這一點對液體電解質類型產品尤為重要。如果產生高溫,會使漏電流劇增,氣體增多,使外殼處于內壓急增狀態;另外高溫能使電解液加速干涸,相對縮短產品壽命。因此對長壽命要求的電解電容來說,工作溫度應控制在50℃以下,這樣相應的壽命約可提高1~2個數量級。例如在45℃以可工作20年的計算機電容器,在85℃下則只能工作1~2年。如需要應用在上限類別溫度(85℃),則電容器芯子中心溫度應不超過95℃,而且還得視所選擇工作電解液的性質而定。這種高溫影響對固體鉭電容器來說,不如鋁電解電容器那么嚴重,但肯定也是有害的。

 

2、降低額定電壓的使用上限
    降低額定電壓的使用上限,也就是降低介質氧化膜的工作場強,對電解電容將適用。降負荷一半后,電容器的壽命能提高2個數量級之多。
    實際上鋁氧化膜如出現損傷和被腐蝕,修補氧化膜拜出只能在最高的工作電壓下進行,局部難于恢復到原始形成電壓值下的氧化膜厚度,所以過分降低工作電壓,對鋁電解電容器也并不是最合適的措施。

比較以上兩個因素的影響,對鋁電容器來說,以降低工作溫度為最關鍵。

 

3、控制工作中的紋波電流值

    鋁電解電容器用在脈動電路中,造成功率消耗而發熱升溫的主要因素是紋波電流(對較小容量的電容器則是紋波電壓)的大小,一般提供的失效率與溫度關系曲線大都是在無紋波的直流電壓下測出的只考慮了漏電流,比此時芯子內部中心溫度幾乎與環境溫度相差不多。可是在實際應用中,由于紋波電流所導致的發熱能使芯子中心溫升,最高時可達到幾十攝氏度。(芯子溫升取決于電解電容所處環境溫度和對紋波電流的控制)。所以,高紋波電流易造成芯子的電解液干涸,電容器早期失效。同時,長時間紋波電流超過規定值,也是導致電容器防爆閥打開的因素之一。

 

4、避免頻繁的浪涌電壓施加到電容器上

    電路的開或關,都會產生一過渡狀態的瞬間電壓,一般其值要大于工作電壓,而且相應地產生一沖擊電流,如果電源和負載的電阻均較小,這樣瞬時電流值相當大,容易引起電解電容氧化膜的損傷,因為電容在大沖擊電流下 ,容易在膜的薄弱區域發熱促使晶化提早產生,并降低耐壓能力,所以為提高使用壽命,應避免發生頻繁的浪涌電壓施加到電解電容上,當工作電壓接近額定電壓時,更是如此。

 

5、選擇漏電流值較小的電容器

    作為長壽命使用的電解電容,除了以上4點外加因素的考慮外,在選用中還要選擇在同類型中漏電流特別小的電容器。這表明它具有較高質量的氧化膜和合適的工作電解質。一旦環境溫度較高,相應的漏電流增加就較慢。否則在互為影響的情況下,當漏電流劇增,內部溫度將上升,反過來使漏電流再上升,一直惡化直至失去熱平衡而破壞為止。

 

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來源:南通華裕電子有限公司

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