铝电解电容寿命计算ppt课件

技術中心Benson,2010.04.16,环境温度使的电容器外部的温度高于内部的温度,纹波电流会产生热量使的电容器内部的温度高于外部的温度,Keyparametersoflife对寿命有影响的主要参数(因素),AmbientTemperature电容器的环境温度,SelfheatrisecausedbyaRippleCurrent由纹波电流导致的温升,Electrolytevaporizationduetohightemperature高温会导致电解液的蒸发,Gassingduetochemicalreactionbetweenelectrolyteandoxide由于电解液和氧化膜之间会发生化学反应,这就导致了气体的产生,Gassingduetoelectrolytedecomposition电解液的分解也会导致气体的产生,Mechanismoflifetime电容器使用寿命的机理,GASSING气体的产生,INNERPRESURERISE电容器内部压力的上升,DIFFUSIONTHROUGHSEALINGRUBBER电解液会从密封皮头扩散出来,ELEMENTDRY-UP芯包变干,OPENCIRCUIT开路会产生,EstimationLifeProcedure寿命计算的步骤(程序),MearsureAmbientTemperature(Tx)步骤1:测量电容器的环境温度,GetTx步骤2:得到温升值,UseSuitableLifeFormula步骤3:选择合适的寿命计算公式,DummyECAP.模拟(虚设)电容器,ActualECAP.实际使用的电容器,MeasurementPoint环境温度(Tx)测量点,AmbientTemperature量测环境温度方法Tx,TheTxshouldbemeasuredattheplace20-30mmawayfromthesurfaceofthealuminumcase,atleast10mmifthespacelessthan20mm,andanypartadjacenttothecapacitorproducesheatandcausesthetemperature(Tx)tobeinconstantwithplacesaroundthecapacitor,morethan4placesaroundthecapacitorarepreferabletobemeasuredfortemperatureandthentheaveragevalueofthetemperaturesshallbeusedasthetemperature(Tx)测量Tx时，测量仪器需放置在离铝表面20-30毫米的地方，最小10毫米，如果有靠近电容器上的部件产生热量或使得电容器的温度不稳定，需选择4个以上不同的地方进行测量，再取平均值。,STEP1步骤1,STEP1步骤1,AmbientTemperature环境温度,NoticePleaseavoidthepartwhichcorrecttemperaturecannotmeasure(asbelowpicture)ormeasureseveralpoints,andconfirmtemperatureoftheaverage注意:请保证真实温度被测试,或者测试多个位置的温度,然后取其平均值,CoolingpartsThepositionwhereGetswind冷却装置这个位置可以得到风,使得电容器环境温度低,Heatingelements不要使电容器紧挨着发热元器件,4pointofmeasurementpoint测试4个位置的温度,DummyECAP.模拟(虚设)电容器,ActualECAP.实际使用的电容器,MeasurementPoint环境温度(Tx)测量点,Txmeasurement温升的测量,RippleCurrentCalculation3.纹波电流的计算,MeasureSurfaceTemperature(Ts)2.测量电容器表面温度,MearsureInsideCoreTemperature(Tc)1.测量电容器内部中心温度,STEP2步骤2,STEP2步骤2,Txmeasurement1取得Tx值的方法一,Advantage(优点):Moreprecisely比较准确Disadvantage(缺点):NeedextraworktomakeasampleNouseableaftermeasurement需要额外工作样品(破坏性)只能在测量时使用,Tx=Coretemp.Ambienttemp.Tx=中心温度(Tc)环境温度(Tx),InsertThermocoupleintoinsidecap将热电偶插入电容器里面并把它密封起来,热电耦,Tx,Measureinsidecoretemperature测量电容器内部中心温度(Tc),STEP2步骤2,Txmeasurement2取得Tx值的方法二,Advantage(优点):MuchbetterthanresultofcalculationandclosetoactualmeasurementUseableevenaftertesting比通过估算纹波电流和测试中心温度的效果要好,电容器在测试后仍然可以使用Disadvantage(缺点):Stillhaveextra-jobtosetupmeasurement仍然需要对测试样品做额外的准备工作,Measuresurfacetemperature测试电容器表面温度(Ts),Tx=(Surfacetemp.Ambienttemp.)xFactorKcTx=(表面温度(Ts)-环境温度(Tx)x系数(Kc),Pleaseavoidtheplacewhereextremelytemperatureishighorlowplace请必要测试最高温度或者最低温度的位置,热电耦,STEP2步骤2,Txmeasurement2取得Tx值的方法二,Measuresurfacetemperature测试电容器表面温度(Ts),FactorKc系数(Kc),STEP2步骤2,Txmeasurement3取得Tx值的方法三,Ripplecurrentcalculation纹波电流估算,Tx=(Actualripple/Catalogueripple)2xToTx=(实际纹波电流值(Ix)/目录规定纹波电流值(Io)2x额定温升(To),Advantage(优点):Mucheasiertogetaresult更容易就可以得到结果Disadvantage(缺点):Actuallyoutputisroughestimation.估算值是粗糙的,误差有点大.,STEP2步骤2,Txmeasurement3取得Tx值的方法三,Ripplecurrentcalculation纹波电流估算,Tx=(Actualripple/Catalogueripple)2xToTx=(实际纹波电流值(Ix)/目录规定纹波电流值(Io)2x额定温升(To),Tx=(Actualripple/Catalogueripple*Frequencymultiplier)2xToTx=(实际纹波电流值(Ix)/目录规定纹波电流值(Io)*频率系数)2x额定温升(To),NoNeedTemperatureMultiplier温升不需要考虑温度系数,TxinproportiontoESRTxshallnotbesmallerifambienttemperatureislower!温升主要取决于ESR.當環境溫度比較低時,溫升的數值也不會變小,Tx=ESRx(Actualripplecurrent)2xAb温升(Tx)=ESR*(实际纹波电流)2xAbAb:FixednumberAb:固定常数,ESR,Temperature温度,STEP3步骤3,LifeFormula寿命计算公式,TwoCategories二种类型,Group1:SUITTYPE:Chipandothertype,generalusecapacitors适用范围:贴片型,一般品,及其它系列Group2:SUITTYPE:SNAP-IN适用范围:牛角型,SUITTYPE:Chipandothertype,generalusecapacitors适用范围:贴片型,一般品,及其它系列,Group1,Lx=Lo2（To-Tx)/102(To-Tx)/5,LX=lifetime(hours)ofthecapacitortobeestimated计算公式得出的寿命值,Lo=Base(Assured)lifetime(hours)ofthecapacitor保证寿命值,To=Maximumratedoperatingtemperature()最高额定工作温度(85,105,125,130),TX=Actualambienttemperatureofthecapacitorwithindevice实际环境温度，即装置内的电容器实际环境温度,TO=Riseincoretemperatureofthecapacitorduetorated(permissible)maximumripplecurrent.允许中心温升,即纹波电流升到额定最大值时测得的电容器芯子温升,Tx=Actualriseinthecoretemperatureofthecapacitorduetoactualripplecurrentatdeviceoperatingconditions.实际中心温升,即在装置工作条件下，施加纹波电流而引起的电容器芯子温升,Note:Aguidelimitofthecalculatedlifetimeis15yearsMax.注意:指导意见是推算寿命的最长时间不超过15年,Item:RR25V680uF10 x20L2,000Hrat105Condition:Ambienttemp=75Surfacetemp=85,Example#1,Tx=(Surfacetemp.Ambienttemp.)xFactorKcTx=(表面温度(Ts)-环境温度(Tx)x系数(Kc)=(85-75)X1.15=11.510FactorKc=1.15,Lx=Lo2（To-Tx)/102(To-Tx)/5=2000X2(105-75)/10X2(5-11.5)/5=45,254Hr=5.1years(24Hr),Group2,Lx=Lo2（To-Tx)/102(To-Tx)/5X(Vo/Vx)4.4,LX=lifetime(hours)ofthecapacitortobeestimated计算公式得出的寿命值,Lo=Base(Assured)lifetime(hours)ofthecapacitor保证寿命值,To=Maximumratedoperatingtemperature()最高额定工作温度(85,105,125,130),TX=Actualambienttemperatureofthecapacitorwithindevice实际环境温度，即装置内的电容器实际环境温度,TO=Riseincoretemperatureofthecapacitorduetorated(permissible)maximumripplecurrent.允许中心温升,即纹波电流升到额定最大值时测得的电容器芯子温升,Tx=Actualriseinthecoretemperatureofthecapacitorduetoactualripplecurrentatdeviceoperatingconditions.实际中心温升,即在装置工作条件下，施加纹波电流而引起的电容器芯子温升,Note:Aguidelimitofthecalculatedlifetimeis15yearsMax.注意:指导意见是推算寿命的最长时间不超过15年,SUITTYPE:SNAP-IN适用范围:牛角型,Vo:RatedVoltage(V)额定电压,Vx:ActualInputVoltage(V)实际输入电压,Vx:considerfigure,Vx85%xVo须考虑的数值,Vx85%xVoVo=400,Vx=300Vo/Vxshouldnotbe400/300,butbe400/340(400 x85%)例:Vo:400Vx:300Vo/Vx不能用400/300计算,必须使用400/340(400 x85%),Item:LS450V180uF25x35L3,000Hrat85项目:LS450V180uF25x35L3,000小时85度Condition:Ambienttemp=66.4Surfacetemp=70ActualVoltage=394V情况:环境温度为66.4度表面温度为70度实际工作电压394V,Example#2,Tx=(Surfacetemp.Ambienttemp.)xFactorKcTx=(表面温度(Ts)-环境温度(Tx)x系数(Kc)=(70-66.4)X1.4=5.0425FactorKc=1.4,Lx=Lo2（To-Tx)/102(To-Tx)/5X(Vo/Vx)4.4=2000X2(85-66.4)/10X2(10-5.04)/5X(450/394)4.4=38,870Hr=4.4years(at24Hr),Vx:considerfigure,Vx85%xVo须考虑的数值,Vx85%xVo450X85%=382.5V394382.5-OK,EstimationLifeprocedure寿命估算步骤(程序),Rule1:Tx原则1:温升Rule2:15-year-lifeismaximum原则2:电容器的最大使用寿命应不超过15年,Rules寿命估算应遵循的原则,Rule1:Tx原则1:温升,Rules原则,Rules原则,Note:需要注意的地方Theactualandratedmaximumr.m.s.ripplecurrentshallbeequaledinfrequencybyusingfrequencymultipliersprescribedforeachproductseriesinthecatalog.在对产品进行寿命计算时必须要考虑频率系数,所以所采用的实际纹波和最大额定纹波电流应与每种产品目录中规定纹波的频率是一致的ActualrmsripplecurrentmayexceedthevalueusingthetemperaturecoefficientiftheTxdoesnotexceedthemaximumlimit.当温升没有超过最大规定值时,实际纹波电流值也许有可能超过温度系数中规定的最大纹波电流值TheTxshouldnotexceedthemaximumlimits.温升值不应该超过最大规定值,Item:LS450V180uF25x35L3,000Hrat85Catalogueripple=1190mArms/120Hz例:规格LS450V180uF25x35L3,000Hr小时在105度目录纹波电流值1190marms/120HzCondition:Ambienttemp