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用于:開關電源通信設備及各種電子產品
標稱容量和允許誤差
(1)標稱容量
成品電容器上所標明的電容值稱為標稱容量。
(2)允許誤差
電容器的標稱容量與實際容量總是存在著一定的偏差,稱為誤差。因這一誤差是在國家標準規(guī)定的允許范圍之內,故稱為允許誤差。
電容器的允許誤差可以用誤差等級表示,也可以用誤差百分數表示。
2. 額定工作電壓
電容器的額定工作電壓,習慣上稱為“耐壓”,是指電容器長時間工作而不會引起介質電性能受到任何破壞的直流電壓值。
如果電容器兩端加上交流電壓,那么,所加交流電壓的值(峰值)不得超過額定工作電壓。
影響電解電容壽命的因素分析及對策
電解電容廣泛應用在電力電子的不同領域,主要是用于平滑、儲存能量或者交流電壓整流后的濾波,另外還用于非精密的時序延時等。在開關電源的 MTBF 預計時,模型分析結果表明電解電容是影響開關電源壽命的主要因素,因此了解、影響電容壽命的因素非常重要。
電解電容的壽命取決于其內部溫度。因此,電解電容的設計和應用條件都會影響到電解電容的壽命。從設計角度,電解電容的設計方法、材料、加工工藝決定了電容的壽命和穩(wěn)定性。而對應用者來講,使用電壓、紋波電流、開關頻率、安裝形式、散熱方式等都影響電解電容的壽命。
2 電解電容的非正常失效
一些因素會引起電解電容失效,如極低的溫度,電容溫升(焊接溫度,環(huán)境溫度,交流紋波),過高的電壓,瞬時電壓,甚高頻或反偏壓;其中溫升是對電解電容工作壽命 (Lop) 影響的因素。
電容的導電能力由電解液的電離能力和粘度決定。當溫度降低時,電解液粘度增加,因而離子移動性和導電能力降低。當電解液冷凍時,離子移動能力非常低以致非常高的電阻。相反,過高的熱量將加速電解液蒸發(fā),當電解液的量減少到一定極,電容壽命也就終止了。在高寒地區(qū)(一般- 25 ℃以下)工作時,就需要進行加熱,保證電解電容的正常工作溫度。如室外型 UPS ,在我國東北地區(qū)都配有加熱板。
電容器在過壓狀態(tài)下容易被擊穿,而實際應用中的浪涌電壓和瞬時高電壓是經常出現的。尤其我國幅員遼闊,各地電網復雜,因此,交流電網很復雜,經常會出現超出正常電壓的 30% ,尤其是單相輸入,相偏會加重交流輸入的正常范圍。經測試表明,常用的 450V/470uF 105 ℃的進口普通 2000 小時電解電容,在額定電壓的 1.34 倍電壓下, 2 小時后電容會出現漏液冒氣,頂部沖開。根據統(tǒng)計和分析,與電網接近的通信開關電源 PFC 輸出電解電容的失效,主要是由于電網浪涌和高壓損壞。電解電容的電壓選擇一般進行二級降額,降到額定值的 80 %使用較為合理。
3 壽命影響因素分析
除了非正常的失效,電解電容的壽命與溫度有指數級的關系。因使用非固態(tài)電解液,電解電容的壽命還取決于電解液的蒸發(fā)速度,由此導致的電氣性能降低。這些參數包括電容的容值,漏電流和等效串聯電阻( ESR )。
參考 RIFA 公司預計壽命的公式:
PLOSS = (IRMS)?x ESR ?。?1 )
Th = Ta + PLOSS x Rth ?。?2 )
Lop = A x 2 Hours ?。?3 )
B = 參考溫度值(典型值為 85 ℃)
A = 參考溫度下的電容壽命(根據電容器直徑的不同而變化)
C = 導致電容壽命減少一半所需的溫升度數


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