电解电容寿命计算

2 壽壽壽壽 命命命命 計計計計 算算算算 公公公公 式式式式 壽命計算公式的由來 鋁電解電容的工作狀態及工作環境，是影響其壽命的主要因素。 在衆多因素中，又以環境溫度的高低和紋波電流的大小對電容壽命的影響最大。 利用溫度係數和紋波電流係數，通過對基本壽命的增減分析，可以推算出特定條件下的壽命。 )()( IfTf ⋅⋅= 0LL L : 實際使用時的推算壽命 L 0 : 最高使用溫度時的壽命 f (T) : 溫度係數 f (I) : 紋波電流係數 注:溫度係數及紋波電流係數為敝公司通過實驗取得的結果 0 1 a T xa m T 2 − = f(T)     − = Tj×0.25-10 TjC 2 ∆ ∆ f(I) Rubycon 保密保密保密保密 3 壽壽壽壽 命命命命 計計計計 算算算算 公公公公 式式式式     −   − ⋅⋅= Tj×0.25-10 TjC 10 TaTmax 0 22LL ∆ ∆ L : 實際使用時的推算壽命 L0 : 最高使用溫度時的壽命 Tmax : 最高使用溫度 Ta : 實際使用時的環境溫度 ∆Tjo : 疊加額定紋波電流時的内部上升溫度 ∆Tj : 實際使用時由紋波電流產生的内部上升溫度 (内部上升溫度的計算公式見下頁） 壽命計算公式 敝公司的壽命計算公式如下 C : 請參照下表 0.8487ZLJ 1.33310USC, USG, HXC 0.5715MXC, MXG, MXH, VXG, VXR, AXF, KXF, SXC, SXG, SXR, MXYSnap-in type 1.33310MKZ, ZLK 0.5715 YK, PK, MS5, MS7, WA, TWL, MW5, NW7, YXA, PX, MH5, MH7, ML, WXA, CFX, BXA, BXC, YXM, ZLG, ZL, ZLH, YXF, YXG, YXH, MBZ, MCZ, NA, NXA, AXW, KXW, VXW, TXW, SXW, SAW, ZT, RX30, RX50 Lead wire type 0.5715SEV, JEV, SSV, NSEV, SKV, JKV, SGV, JGV, SJV, SLV, SZV, TZV, JZV, TFV, NSKV, SXV, TXV SMD type C∆Tj0SeriesType 注：此公式計算壽命值包含了誤差，不可以作為保證壽命值使用。請選擇充分滿足壽命 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 的電容器。 Rubycon 保密保密保密保密 表表表表表表表表 11 4 如何計算内部上升如何計算内部上升如何計算内部上升如何計算内部上升溫溫溫溫度度度度 ((((⊿Tj )))) 根據紋波電流來計算内部上升溫度⊿Tj ⊿Tj : 實際使用時由紋波電流產生的内部上升溫度 ⊿ Tjo : 疊加額定紋波電流時的内部上升溫度 Io : 額定紋波電流 I : 實際使用時的紋波電流 2 0 0I ITjTj   ×= ∆∆ 電容内部上升溫度可以通過紋波電流有效值進行計算電容内部上升溫度可以通過紋波電流有效值進行計算電容内部上升溫度可以通過紋波電流有效值進行計算電容内部上升溫度可以通過紋波電流有效值進行計算 注 : 各系列產品的頻率係數請參考敝公司的產品目錄或產品規格書。 在實際使用中，流經電容的電流往往是不同頻率的。等效合成電流可以通過以下公式進行計算： 2 Z Z 2 B B 2 A A F I F I F I    ++   +    Λ等效合成電流 I(120 Hz) = IA to IZ : 紋波電流 FA to Fz : 頻率係數 ・・・・・・・・・・・・ (1) Rubycon 保密保密保密保密 5 紋波電流的測量方法紋波電流的測量方法紋波電流的測量方法紋波電流的測量方法 紋波電流的測量方法 利用下圖所示測量方法測量流經電容的紋波電流。 測量方法 示波器 電路板 電流感應器 引線端子 注: 引線長度要盡可能短。 電容 Rubycon 保密保密保密保密 6 紋波電流有效紋波電流有效紋波電流有效紋波電流有效值值值值的計算方法的計算方法的計算方法的計算方法 AA T1T1 AA T1T1 TT AA T1T1 TT AA T1T1 TT 2 A .)s.m.r(I = A T2 1T .)s.m.r(I ×= AT 1T .)s.m.r(I ×= A T3 1T .)s.m.r(I ×= Rubycon 保密保密保密保密 7 AALL TTL1L1 TTLL L L 1L L AT2 T .)s.m.r(I ×= H H 1H H AT T .)s.m.r(I ×= AAHH TTH1H1 TTHH A) A) 基本頻率基本頻率基本頻率基本頻率基本頻率基本頻率基本頻率基本頻率 例例例例例例例例：：：：：：：： 100Hz100Hz B)B)高頻率高頻率高頻率高頻率高頻率高頻率高頻率高頻率 例例例例例例例例：：：：：：：：100kHz100kHz A)A)A)A)A)A)A)A)基本頻率基本頻率基本頻率基本頻率基本頻率基本頻率基本頻率基本頻率的的的的的的的的紋波電流紋波電流紋波電流紋波電流紋波電流紋波電流紋波電流紋波電流有有有有有有有有效效效效值值值值效效效效值值值值 B) B) 高頻率紋波電流的有效值高頻率紋波電流的有效值高頻率紋波電流的有效值高頻率紋波電流的有效值高頻率紋波電流的有效值高頻率紋波電流的有效值高頻率紋波電流的有效值高頻率紋波電流的有效值 紋波電流通常由基本頻率紋波電流通常由基本頻率紋波電流通常由基本頻率紋波電流通常由基本頻率（（（（市市市市電頻率電頻率電頻率電頻率））））和高和高和高和高 頻頻頻頻（（（（開關頻率開關頻率開關頻率開關頻率））））電流構成電流構成電流構成電流構成。。。。因此因此因此因此，，，，在計算時在計算時在計算時在計算時，，，， 要通過合成公式要通過合成公式要通過合成公式要通過合成公式，，，，利用頻率係數計算出各利用頻率係數計算出各利用頻率係數計算出各利用頻率係數計算出各 系列系列系列系列產品在產品在產品在產品在指定頻率指定頻率指定頻率指定頻率下下下下的的的的合成有合成有合成有合成有效效效效值值值值。。。。 以下是紋波電流的合成以下是紋波電流的合成以下是紋波電流的合成以下是紋波電流的合成有有有有效效效效值值值值計算公式計算公式計算公式計算公式：：：： 22 .)..(    +   = H H L L IIsmrI ηη I: I: 紋波電流合成紋波電流合成有有效值效值 II LL : : 基本頻率紋波電流基本頻率紋波電流有有效值效值 II HH : : 高頻率紋波電流高頻率紋波電流有有效值效值 ηη LL : : 基本頻率紋波電流的頻率係數基本頻率紋波電流的頻率係數 ηη HH : : 高頻率紋波電流的頻率係數高頻率紋波電流的頻率係數 紋波電流紋波電流紋波電流紋波電流有有有有效效效效值值值值的計算方法的計算方法的計算方法的計算方法 Rubycon 保密保密保密保密 8 0.9A0.9A 4.2msec4.2msec 8.4msec8.4msec 0.8A0.8A 5usec5usec 9.0 4.82 2.4 .)..( × × =smrIL 8.0 10 5 .)s.m.r(IH ×= A)A)A)A)A)A)A)A)基本頻率紋波電流基本頻率紋波電流基本頻率紋波電流基本頻率紋波電流基本頻率紋波電流基本頻率紋波電流基本頻率紋波電流基本頻率紋波電流的有的有的有的有的有的有的有的有效效效效值值值值效效效效值值值值 B) B) B) B) B) B) B) B) 高頻率紋波電流高頻率紋波電流高頻率紋波電流高頻率紋波電流高頻率紋波電流高頻率紋波電流高頻率紋波電流高頻率紋波電流的有的有的有的有的有的有的有的有效效效效值值值值效效效效值值值值 22 4.1 566.0 0.1 45.0 .)s.m.r(I   +  = 例例例例例例例例)) 1. 1. 實驗對象實驗對象實驗對象實驗對象實驗對象實驗對象實驗對象實驗對象 450V 330uF 25x50 MXG 450V 330uF 25x50 MXG ((基板自立型基板自立型基板自立型基板自立型基板自立型基板自立型基板自立型基板自立型)) 實驗對象的頻率係數實驗對象的頻率係數實驗對象的頻率係數實驗對象的頻率係數實驗對象的頻率係數實驗對象的頻率係數實驗對象的頻率係數實驗對象的頻率係數 ((見產品目錄見產品目錄見產品目錄見產品目錄見產品目錄見產品目錄見產品目錄見產品目錄)) 1.25 1k 1.41.210.8係數 10k≤50012060(50)頻率 (Hz) 10usec10usec =0.45 (Arms@120Hz)=0.45 (Arms@120Hz) =0.566 (Arms@100kHz)=0.566 (Arms@100kHz) =0.605 (Arms@120Hz)=0.605 (Arms@120Hz) 紋波電流紋波電流紋波電流紋波電流有有有有效效效效值值值值的計算方法的計算方法的計算方法的計算方法 Rubycon 保密保密保密保密 9 GND 計計計計算算算算實實實實例例例例 PFC電路的紋波電流計算方法 通常，PFC回路的紋波電流如下圖所示。 通過對波形的分析，可將PFC回路的紋波電流分爲輸入電流及輸出電流。 對輸入電流和輸出電流的有效值計算后，通過頻率係數將紋波電流進行合成。 TO1 TO IOp 0�IIp 0� + 輸入電流 輸出電流 GND GND 2 1 ×= 3 1II IpI O O1 OpO T3 TII ⋅ = Sine wave 2 O O 2 I I F I F I I   +  = 等效紋波電流 (假定為三角形波形) (假定為三角形波形) II , IO : 紋波電流 FI , FO : 頻率係數 Converted value (120 Hz) PFC紋波電流 Rubycon 保密保密保密保密 10 電容内部溫度電容内部溫度電容内部溫度電容内部溫度 (∆Tj )的獲得方法的獲得方法的獲得方法的獲得方法 直接測量獲得電容内部溫升∆Tj 通過直接測量内部溫度，可以根據下記公式計算内部溫升。 通過測量電容表面溫度，可以根據下記公式計算内部溫升。 TaTjTj −=∆ 内部溫度 (Tj) 表面溫度(Tc) ( )TaTcTj −= α∆ 1.61.51.41.31.21.11.0α 3520, 2210, 12.5 302516, 185 to 8直徑 通過測量表面溫度來計算電容内部溫升∆Tj α : 内部溫升與表面溫升的比例係數 直接測量金 屬外殼溫度 插入電容内部的 熱電藕 ⊿Tj : 實際使用時由紋波電流產生的内部上升溫度 Tj : 電容内部溫度 Ta : 工作環境溫度 ⊿Tj : 實際使用時由紋波電流產生的内部上升溫度 α : 内部溫升與表面溫升的比例係數 Tc : 電容表面溫度 Ta : 工作環境溫度 ・・・・・・・・・・・・ (2) ・・・・・・・・・・・・ (3) Rubycon 保密保密保密保密 表表表表表表表表 22 11 環境溫度環境溫度環境溫度環境溫度(Ta )的獲得方法的獲得方法的獲得方法的獲得方法 環境溫度(Ta) 如果測量環境溫度(Ta) 有困難有困難，可以通過測量電容表面溫度和實際使用的紋波電流來對其進行計算。，可以通過測量電容表面溫度和實際使用的紋波電流來對其進行計算。 Ta :工作環境溫度 Tc :電容表面溫度 ⊿ Tjo : 印加額定紋波電流時的内部上升溫度 ⊿Tj : 實際使用時由紋波電流產生的内部上升溫度 α: 内部溫升與表面溫升的比例係數 I : 實際使用時的紋波電流 Io : 額定紋波電流 1.61.51.41.31.21.11.0α 3520, 2210, 12.5 302516, 185 to 8直徑 2 0 0I ITjTj   ×= ∆∆ ( )TaTcTj −= α∆ 2   ×−= Io I α ∆TjoTcTa 注: Tc（電容表面溫度）是電容表面的最高溫度。例如被測電容旁邊有發熱体FET， 則Tc（電容表面溫度）為靠近FET方向的電容表面溫度。 ・・・・・・・・・・・・ (1) ・・・・・・・・・・・・ (3) Rubycon 保密保密保密保密 12 tA tB tC 時間 電 流 IA IB IC … tn … 例 : 如果疊加在電容上的紋波電流隨著時間的推移而變化，我們可以通過下面的公式對 其壽命進行推算。 In )f(If(T) t )f(If(T) t )f(If(T) t )f(If(T) t ttttLL n n C C B B A A nCBA 0 ⋅ ++ ⋅ + ⋅ + ⋅ ++++⋅= Λ Λ 壽壽壽壽 命命命命 計計計計 算算算算 公公公公 式式式式 (重復) Rubycon 保密保密保密保密 13 Rubycon 電電電電容容容容的的的的壽壽壽壽命命命命推推推推算算算算 1)通過使用環境溫度係數通過使用環境溫度係數通過使用環境溫度係數通過使用環境溫度係數，，，，可以在低於最高使用溫可以在低於最高使用溫可以在低於最高使用溫可以在低於最高使用溫 度的情況下適當增加紋波電流度的情況下適當增加紋波電流度的情況下適當增加紋波電流度的情況下適當增加紋波電流。。。。 2)電容不能在超過其最高使用溫度的環境中使用電容不能在超過其最高使用溫度的環境中使用電容不能在超過其最高使用溫度的環境中使用電容不能在超過其最高使用溫度的環境中使用。。。。 請確認環境溫度以及電容的紋波電流請確認環境溫度以及電容的紋波電流請確認環境溫度以及電容的紋波電流請確認環境溫度以及電容的紋波電流。。。。 請通過對壽命的計算來確認電容的壽命是否可以滿請通過對壽命的計算來確認電容的壽命是否可以滿請通過對壽命的計算來確認電容的壽命是否可以滿請通過對壽命的計算來確認電容的壽命是否可以滿 足您的設計要求足您的設計要求足您的設計要求足您的設計要求。。。。 額定紋波電流區域 過紋波電流區域過紋波電流區域過紋波電流區域過紋波電流區域 過熱區域過熱區域過熱區域過熱區域 不可使用區域不可使用區域不可使用區域不可使用區域不可使用區域不可使用區域不可使用區域不可使用區域 最高使用溫度溫度 額定紋波電流額定紋波電流額定紋波電流額定紋波電流額定紋波電流額定紋波電流額定紋波電流額定紋波電流 紋波電流紋波電流紋波電流紋波電流紋波電流紋波電流紋波電流紋波電流 圖圖圖圖. 紋波電流和溫度的適用範圍紋波電流和溫度的適用範圍紋波電流和溫度的適用範圍紋波電流和溫度的適用範圍 例例例例例例例例)) 35V ZLH 1000uF 12.5x20 35V ZLH 1000uF 12.5x20 最高使用溫度 (Tmax)=105℃ 額定紋波電流 =2480mAr.m.s. @100kHz, 105℃ 該產品的溫度係數 2.11.71.00溫度係數 65以下85105環境溫度 (℃) 105℃ 溫度溫度溫度溫度溫度溫度溫度溫度 2480mA 紋波電流 額定紋波電流×溫度係數 65℃ 2480x2.1=5208mA 過紋波電流區域過紋波電流區域過紋波電流區域過紋波電流區域 不可使用區域不可使用區域不可使用區域不可使用區域不可使用區域不可使用區域不可使用區域不可使用區域 過熱區域過熱區域過熱區域過熱區域額定紋波電流區域 額定紋波電流×溫度係數 Rubycon 保密保密保密保密