根據(jù)壽命公式,可以得出影響壽命的應(yīng)用因素為:紋波 電流(IRMS)、環(huán)境溫度(Ta)、從熱點(diǎn)傳遞到周?chē)h(huán)境的總的熱阻(Rth)。
1.紋波電流
紋波電流的大小,直接影響電解 電容內(nèi)部的熱點(diǎn)溫度。查詢電解電容的使用手冊(cè),就可以得到紋波電流的允許范圍。如果超出范圍,可以采用并聯(lián)方式解決。
2.環(huán)境溫度(Ta)和熱阻(Rth)
根據(jù)熱點(diǎn)溫度的公式,電解電容的應(yīng)用環(huán)境溫度也是重要因素。在應(yīng)用時(shí),可以考慮環(huán)境散熱方式、散熱強(qiáng)度、電解電容與熱源的距離、電解電容的安裝方式等。
電容器內(nèi)部的熱量,總是從溫度最高的“熱點(diǎn)”向周?chē)鷾囟认鄬?duì)較低的部分傳導(dǎo)。熱量傳遞的途徑有幾種:其一是通過(guò)鋁箔和電解液傳導(dǎo)。如果電容被安裝在散熱片上,一部分熱量還將通過(guò)散熱片傳遞到環(huán)境中。不同的安裝方式和間距和散熱方式都將影響電容到環(huán)境的熱阻。從“熱點(diǎn)”傳遞到周?chē)h(huán)境中的總熱阻用Rth 來(lái)表示。采用夾片安裝,將電容安裝在熱阻為2℃/W的散熱片上,所得到的電容熱阻值Rth = 3.6℃/W;采用螺栓安裝方式,將電容安裝在熱阻為2℃/W散熱片上、強(qiáng)迫風(fēng)冷速率為2m/s時(shí),所得到的電容熱阻值Rth = 2.1℃/W。(以PEH200OO427AM型電容為例,環(huán)境周?chē)鷾囟葹?5℃)。
另外將延長(zhǎng)的陰極鋁箔與電容器鋁殼直接接觸,也是很好的降低熱阻的方法。同時(shí)應(yīng)注意鋁殼會(huì)因此帶負(fù)電,不能作負(fù)極連接。
電容必須正確安裝才能達(dá)到它的設(shè)計(jì)工作壽命。例如: RIFA PEH169系列和PEH200系列應(yīng)該豎直向上安裝或者水平安裝。同時(shí)確保安全閥朝上,這樣熱的電解液及蒸氣才能在電容失效的情況下,從安全閥順利排出。
當(dāng)電容排列很緊湊時(shí)相鄰電容間至少應(yīng)留出 5mm的間隔以保證適量的空氣流動(dòng)。使用螺栓安裝時(shí),螺母扭矩的控制非常重要。如果擰得太松,則電容與散熱片間就不能緊密接觸;如果擰得太緊,又可能使螺紋損壞。同時(shí)應(yīng)注意電容器不應(yīng)倒置安裝,否則可能造成螺栓的折斷。
電容安裝時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離發(fā)熱元件,否則過(guò)高的溫度會(huì)縮短電容器的使用壽命,從而使得電容器成為整個(gè) 電路中壽命最短的部件。在環(huán)境溫度較高的情況下,盡量采用強(qiáng)迫風(fēng)冷,將電容安裝在進(jìn)風(fēng)口處。
3.頻率的影響
若電流由基頻和多次諧波構(gòu)成,則須計(jì)算每次諧波產(chǎn)生的功率損耗值,并將計(jì)算結(jié)果相加以求得總損耗值。
在高頻應(yīng)用中,電容兩端引線應(yīng)盡量短以減小等效 電感。
電容的諧振頻率 (fR),因電容器種類不同而不同。對(duì)于焊片式和螺栓連接式鋁電解電容,諧振頻率在1.5kHz至150kHz之間。如果電容器在高于諧振頻率時(shí)使用,對(duì)外特性呈感性。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,在避免非正常失效的情況下,選擇正確的應(yīng)用條件和環(huán)境,電解電容的壽命是可以保障的。
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