台容电解寿命计算公式 Taicon Life公式
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电解电容寿命计算方法寿命估算(Life Expectancy):电解电容在最高工作温度下,可持续动作的时间。
Lx=Lo*2(To-Ta)/10Lx=实际工作寿命Lo=保证寿命To=最高工作温度(85℃or105℃)Ta= 电容器实际工作周围温度Example:规范值105℃/1000Hrs65℃寿命推估:Lx=1000*2(105-65)/10实际工作寿命:16000Hrs高温负荷寿命(Load Life)将电解电容器在最高工作温度下,印加额定工作电压,经一持续规定完成时间后,须符合下列变化:Δcap:试验前之值的20%以内tanδ:初期特性规格值的200%以下LC :初期特性规格值以下高温放置寿命(Shelf Life):将电解电容器在最高工作温度下,经一持续规定完成时间后,须符合下列变化:Δcap: 试验前之值的20%以内tanδ:初期特性规格值的200%以下LC:初期特性规格值以下高温充放电试验(Charge/Discharge Test)将电解电容器在最高工作温度下,印加额定工作电压,经充电30秒后再放电330秒为一cycle,如此经1,000 cycles 后,须符合下列变化:Δcap : 试验前之值的10%以内tanδ : 初期特性规格值的175%以下LC : 初期特性规格值以下纹波负荷试验(Ripple Life)将电解电容器在最高工作温度下,印加直流电压及最大纹波电流(直流电压+最大涟波电压峰值=额定工作电压),经一持续规定完成时间后,须符合下列变化:Δcap : 试验前之值的20%以内tanδ : 初期特性规格值的200%以下LC : 初期特性规格值以下常用电解电容公式容抗 : XC=1/(2πfC) 【Ω】感抗 : XL=2πfL 【Ω】阻抗: Z=√ESR2+(XL-XC)2 【Ω】纹波电流: IR=√(βA△T/ESR) 【mArms】功率 : P=I2ESR 【W】谐振频率 : fo=1/(2π√LC) 【Hz】。
寿命计算公式:1.不考虑纹波时:L=L 0×2(T0-T)/10L:温度T时电容寿命;L 0:温度T 0时电容寿命。
T 0:最高工作温度;T:实际工作温度。
2.考虑纹波时L=L D ×2(T0-T)/10×K [1-(I/I0)*(I/I0)]×ΔT/10L:温度T时的考虑纹波电流的电容寿命;L D:最高工作温度T 0时额定纹波内的电容寿命;T:实际工作温度;T 0:最高工作温度;ΔT:电容中心温升;I:电路实际施加纹波电流;I 0:最高工作温度下允许施加的最大纹波电流;K:施加纹波电流寿命常数(施加纹波在额定纹波电流内K取2,超过额定纹波电流K取4)。
其中:ΔT=I 2×ESR/(A×H)ESR:电容等效串联阻抗;A:电容表面积(侧面积+底面积,不考虑胶盖所在面);A=2πrL+πr 2;H:散热系数。
φd(mm)4~5 6.3810131618H×10-3W/cm 2φd(mm)222530354050~100H×10-3W/cm 2 2.18 2.16 2.13 2.1 2.052铝电解电容器寿命计算公式1.961.88 1.84 1.75 1.66 1.58 1.49绿宝石电子有限公司以RC10/505*11(105℃2000小时产品,105℃100KHz最大允许纹波为0.124A,20℃100KHz测试ESR标准值1.3Ω)为例:假设实际工作温度为85℃,电路中实际纹波电流值为0.162A1.不考虑纹波时:(T0-T)/10=(105-85)/10=2L=2000×22=8000(h)2.考虑纹波时:H取2.18/1000=0.00218电容表面积A=2×3.14×0.25×1.1+3.14×0.25×0.25=1.727+0.19625=1.92325(c㎡)电容中心温升ΔT=(0.162×0.162×1.3)/(0.00218×1.92325)=8.14(℃)I取0.162,I0取0.124,因为I>I0,故K取4;)2]×ΔT/10=-0.57535[1-(I/I温度T时的考虑纹波电流的电容寿命:L=2000×22×4-0.57535=3604(h)绿宝石电子有限公司。
Life Time Estimation Formula on KY/KZE series CapacitorsLx = Lo x 2(To – Tx)/10x 2(∆To – ∆Tx)/5= Lo x 2(105 – Tx)/10x 2(5 – ∆Tx)/5Where: Lx = Lifetime (hours) of the capacitor to be estimatedLo = Base lifetime (hours) of the capacitor shown in the catalogTo = Maximum rated operating temperature ; 105ºC for KY/KZETx = Actual ambient temperature (ºC) of the capacitor within device(This is not the environment temperature of the device, but theenvironment temperature of the capacitor that has been placed withinthe device.)∆To = Rise (ºC) in core temperature of the capacitor due to rated (permissible) maximum ripple current.The ∆To values designed for KY / KZE are 5 ºC maximum at 105ºC.∆Tx = Actual rise (ºC) in the core temperature of the capacitor due to actualripple current at device operating conditions.To calculate the ∆Tx from the surface temperature of the capacitors, refer to the table below.∆Tx = (Ts - Tx) x KcWhere: Ts = Surface temperature (ºC) of the aluminum caseTx = Actual ambient temperature (ºC) of the capacitorKc = Coefficient standing for the ratio of the ∆Tx to the (Ts - Tx)For the Kc’s, refer to the table below:Kc : Capacitordiameterφ5-φ8 φ10 φ12.5 φ16 φ18(mm)Kc 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30Also, to simply estimate the ∆Tx from the actual rms ripple current, use the following equation: ∆Tx = 5 x [ (actual rms ripple) / (rated rms ripple) ]^2The actual and rated maximum rms ripple current shall be equaled in frequency by using frequency multipliers prescribed for each product series in the catalog.July 2001by Koh Ohno --- E ngineering of Taiw an Chemi-ConNIPPON CHEMI-CON CORPORA TION。
电容寿命计算公式RIFA、Nichicon、Rubycon的电解电容计算公式电解电容寿命计算是电容电路设计的最关键的一步,它直接考量电容的设计寿命,电容寿命主要受到温度的影响,所以在设计时候考虑到热源和风道,是提高电容寿命的有效方式,在设计时尽量让电容远离热源,通风好,有时利用强制风冷的方式,尽量让电容工作于低温情况下。
关于电容的寿命计算步骤这里不详述,请参考“电解电容寿命设计步骤”一文,以下主要介绍rifa ,nichicon ,Rubyco n电容寿命得计算公式。
1、nichico n 的电解电容寿命计算公式nichicon 的电解电容寿命计算公式分为两种:a 、大圭寸装电解电容(large can type ); b 、小圭寸装(miniature type ) 的电容,以下针对两种电容分别列出其计算公式。
A、large can type电容结算公式如下其中:Ln:估算之寿命(在环境温度Tn和总纹波In )Lo:在最大允许工作温度To和最大允许工作纹波Im条件下的额定寿命To:最大允许工作温度Tn:环境温度to:在最大允许工作温度To和最大允许工作纹波电流Im条件下内部温升Im :在最大允许工作温度To条件下的最大允许工作纹波电流有效值(在标准频率条件下的正弦波)In : 实际应用的纹波电流有效值△ tn:在环境温度Tn和纹波电流In条件下致使的内部温升K:因纹波损耗引起温升的加速系数(Tn从实际应用环境获得,In根据其规格书中的纹波系数将实际纹波有效值归一到标准频率上的有效值。
其它参数可从规格书中得到)以上公式给出的是一个基本寿命与环境温度函数、热点温度及纹波电流函数之积。
其内部温升△ tn估算并非由电阻损耗计算方式,而是提供了一个参考点值和相应的比例转换公式。
此公式关键点是归一到标准频率的等效电流有效值In的求解。
B、min iature type对小封装的电容有两种情况,对应不同情况有两种计算公式(a)使用规格书的L值L:在最大允许工作温度To和额定DC电压条件下的额定寿命Bn:因实际应用纹波损耗引起温升的加速系数;a :寿命常数其它参数与“ Large Can type ”相同。
电解电容寿命设计电解电容寿命设计一、电解电容寿命设计本文主要是通过纹波电流的计算,然后通过电容的热等效模型来计算电容中心点的温度,在得到中心点温度后,也就是得到电容的工作点最高的问题后,通过电容的寿命估算公式来估算电容的设计寿命。
首先,电容等效成电容、电阻(ESR )和电感(ESL )的串联。
关于此请参考其他资料,接下来演示电容寿命计算步骤:1 、纹波电流计算纹波电流计算是得到电容功率损耗的一个重要参数,在设计电容时候,我们必须首先确定下来电流的纹波大小,这和设计规格和具体拓扑结构相关。
铝电解电容常被用在整流模块后以平稳电压,我们在选择好具体拓扑结构后,根据规格要求得到最小的电容值:控制某一纹波电压所需的电容容值为:P: 负载功率(单位W )注意:这是应用所需要的最小电容容值。
此外,电容容值有误差,在工作寿命期内,容值会逐步降低,随着温度降低,容值也会降低。
必须知道主线及负载侧的纹波电流数据。
可以首先计算出电容的充电时间。
f main是电网电流的频率。
电容的放电时间则为:充电电流的峰值为dU 是纹波电压(U max – U min)则充电电流有效值:接下来计算放电电流峰值和有效值。
最后计算得出:整流模块后纹波电流:这个有效值只是纹波电流的计算式,在复杂的市电输入的情况下,我们必须考虑各阶谐波的纹波有效值,也就是说要通过各阶谐波的有效值叠加,才是最后得到的电容纹波寿命计算的纹波,也就是需要将电流傅立叶分解。
2 、计算功率损耗在得到纹波电流后,我们可以计算各阶电流的纹波损耗,然后将各阶纹波求和:3 、计算电容中心点温度得到功率损耗后,我们由电容的热等效模型(参考其他资料)计算中心点温度:其中:Th 电容为电容中心点温度, 为电容最高温度,其值直接影响到电容寿命,是电容寿命计算公式中的重要参数。
Rth 为电容的热阻,其值和风速等有关,Ta 表示电容表面温度。
P Loss 为纹波电流的中损耗。
4 、计算电容寿命得到电解电容中心点最高温度后,我们可以计算电容的寿命,各个电容生产厂商会有不同的电容寿命的计算参数,也有不同的电容寿命修正值,现我们介绍阿列纽斯理论来计算电容寿命,其公式是说,电容工作没下降10 度,其寿命增加一倍,反过来也就是电容温度升高10 度,电容寿命减小一倍:Lop 为电容工作寿命,即设计寿命Lo 为电容在最大温度时的寿命Tmax 为电容的最大工作温度,在电容的说明书上会有电容的最大温度值Th 为电容的实际工作时候的温度,也即以上计算出来的电容中心点温度。