影响电解电容寿命因素及非正常失效
电解电容器广泛应用于电力电子的不同领域,主要用于平滑、交流电压整流后的储能或滤波、非精密时延等。在开关电源的MTBF预测中,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。电解电容器的使用寿命取决于其内部温度。电容器在过电压作用下容易击穿,在实际应用中经常发生浪涌电压和瞬态高压。
电解电容器广泛应用于电力电子的不同领域,主要用于平滑、交流电压整流后的储能或滤波、非精密时延等。在开关电源的MTBF预测中,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。电解电容器的使用寿命取决于其内部温度。因此,电解电容器的设计和应用条件会影响电解电容器的使用寿命。电解电容器的设计方法、材料和加工工艺决定了电容器的寿命和稳定性。对于用户来说,电解电容器的寿命受到电压、纹波电流、开关频率、安装类型和散热方式的影响。
一些因素会导致电解电容失效,如极低温、电容温升(焊接温度、环境温度、交流纹波)、电压过高、瞬时电压、高频或反向偏置,温升是影响电解电容器工作寿命的最大因素。电容器的电导率是由电解液的电离和粘度决定的。当温度降低时,电解质的粘度增大,离子迁移率和电导率降低。当电解液处于低温时,离子迁移率非常低,电阻非常高。相反,过热会加速电解液的蒸发。
当电解液的量减少到一定限度时,电容器的寿命就会结束。在寒冷地区(一般低于-25℃)工作时,需要加热以保证电解电容器的正常工作温度。例如,我们东北地区的户外UPS都配备了加热板。电容器在过电压作用下容易击穿,在实际应用中经常发生浪涌电压和瞬态高压。特别是我国地域辽阔,电网复杂的地方比比皆是,因此,交流电网非常复杂,经常超过正常电压的30%,尤其是单相输入,相位会增大交流输入的正常量程,经测试,常用450V/470UF105℃进口普通2000小时电解电容器,在1.34倍额定电压下,
两小时之内,就会有泄漏和气体,顶部就会爆裂。
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