电解电容使用寿命的分析和计算

电解电容寿命分析电解电容寿命分析：以下均为简要说明，如有不同看法，请直接点评，同时也为众多LED电源制造商找到一个长寿命的理由。

哪些地方不对，请多指教！我们说一个电解的额定寿命多少小时，都是在其额定参数相同的工作环境下的实际寿命。

同时也是设计寿命。

主要影响电解电容寿命的因素有以下几点：环境温度、电压、纹波电流、频率。

1、频率，首先请断定，使用的电解电容为高频电解电容。

保证在频率一项不影响您电源的实际工作频率。

2、纹波电流：这个参数在电解规格书里可以查到额定的纹波电流，按照电源本身的纹波电流来选用合适的电解。

以上2项要考虑参数的余量，一般按照1.5倍计算足以。

下面是影响寿命的主要参数3、环境温度：按照目前最普遍的电容寿命估算方法，实际工作温度比电容额定温度低10度，寿命增加1倍的理论。

额定温度105度，而实测温度为65度105-65=40度也就增加4倍。

我们选用额定1万小时的电解电容，即95度时2万小时，85度时4万小时，75度时8万小时，65度时16万小时，这16万小时暂时先记在这里。

4、工作电压：我们选用的电解额定为63V，实际工作37.2V，我们可以肯定寿命比额定要长，至于长了多少，我们先不管。

以上参数均为我公司的电解选用原则。

再分析一下电解电容的性能衰减特性。

我们说的一个电解电容的寿命结束了，其实并不是所有功能全部失效，而是开始衰减，直到满足不了电解在电路中所起到的作用。

那么我们就要看电解在实际电路中所起到的作用，我先说2种用途，1是在PFC电路中，一个是在电源输出端做滤波使用，当电解性能衰减时，PF值会降低，但是即使降低到0.5（不加PFC电路），电源也是一样在工作，输出电流和电压丝毫不会受到影响。

而做在输出端作为处理纹波的情况也是一样，只是输出纹波不断增大而已，而这个纹波对LED的确有很大影响，但是绝对不会立刻使LED失效。

所以，综上说述，我们做电源的要做到以下2点：1、选用正品知名品牌的电解电容2、设计电路时，充分考虑实际工作参数与电解参数的余量（转载）。

电解电容寿命计算
电解电容是一种常见的电子元件，在电路中扮演着储存电荷和滤
波的重要角色。

然而，电解电容的使用寿命并不长久，经过长时间使
用后容易损坏，导致电路出现故障。

为了提高电容的使用寿命，需要
进行寿命计算并采取相应措施。

电解电容的寿命主要取决于两个因素：工作温度和应用电压。

下面我们将介绍如何进行电解电容寿命计算。

第一步是确定电容的工作温度和应用电压。

通常，电容的温度和
电压会在其产品规格书中给出。

如果规格书中没有给出，可以使用温
度计和万用表等测试仪器进行测量。

如果电容的实际工作温度和应用
电压超过了其规格书中的限制，可能会导致电容的寿命缩短。

第二步是根据电容的工作温度和应用电压计算其寿命。

电容的寿
命可以用以下公式表示：
T= A * exp(Ea/ (k * T))
其中，T表示电容的寿命，A是通过实验测定的电容寿命常数，
Ea是电解电容的活化能，k是玻尔兹曼常数，T是电容的工作温度。

根据以上公式，可以得出结论：随着电容工作温度升高，其寿命
将减少；而随着应用电压升高，其寿命也会减少。

因此，在使用电容时，要严格遵守其工作温度和电压的限制，以延长其使用寿命。

总之，电解电容的寿命计算是非常重要的。

了解电容的使用寿命，可以帮助我们更好地进行电路设计和电子元件的选择，从而保证电路
的可靠性和稳定性。

希望以上介绍能对大家有所帮助。

电解电容使用寿命
影响电解电容寿命的因素有很多种，比如电解液的类型、工作状态、封装规格和使用环境等等，计算电容寿命公式:Lx＝L0*KT*KR1*Kv
Lx:电容预期寿命
L0/LR:电容加速寿命,可以查阅电容规格书.
KT:环境温度影响系数(每升高10度,寿命降低一半)
KT等于2的(T0-Tx)/10次方
T0:电容最高工作温度(85或105)
Tx:电容实际工作温度
KR1/KR2:纹波电流影响系数.
KR1与L0对应,等于2的-T/5次方.T:纹波电流所引起的电容内部温升
Kv:工作电压影响系数
康富松电解电容（KFSON）厂家生产的电容器产品系列众多，品种齐全；产品包括：长寿命电解电容器、高频低阻电解电容、UPS 专用电解电容，LED专用电解电容器等，康富松产品被广泛用于LED驱动电源、UPS电源、工业控制设备等各大领域。

如何计算电解电容使用寿命
作为电子产品的重要部件电解电容，在开关电源中起着不可或缺的作用，它的使用寿命和工作状况与开关电源的寿命息息相关。

在大量的生产实践与理论探讨中，当开关电源中电容发生损坏，特别是电解电容冒顶，电解液外溢时，电源厂家怀疑电容质量有问题，而电容厂家说电源设计不当，双方争执不下。

以下就电解电容的使用寿命和使用安全作些分析,给电子工程师提供一些判断依据。

1、阿列纽斯(Arrhenius)
1.1 阿列纽斯方程
阿列纽斯方程是用来描述化学物质反应速率随温度变化关系的经验公式。

电解电容内部是由金属铝等和电解液等化学物质组成的,所以电解电容的寿命与阿列纽斯方程密切相关。

阿列纽斯方程公式：k=Ae－Ea/RT 或lnk=lnA—Ea／RT (作图法)
●K 化学反应速率
●R 为摩尔气体常量
●T 为热力学温度
●Ea 为表观活化能
●A 为频率因子
1.2 阿列纽斯结论
根据阿列纽斯方程可知,温度升高，化学反应速率（寿命消耗）增大，一般来说，环境温度每升高10℃，化学反应速率(K 值) 将增大2-10 倍，即电容工作温度每升高10℃，电容寿命减小一倍,电容工作温度每下降10℃，其寿命增加一倍，所以,环境温度是影响电解电容寿命的重要因素。

2、电解电容使用寿命分析
1)公式:
根据阿列纽斯方程结论可知，电解电容使用寿命计算公式如下：。

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】。

电解电容_纹波_温度_寿命_计算电解电容器是一种常见的电子元件，用于存储和释放电荷。

在实际应用中，电解电容器的性能参数包括电解电容、纹波电压、温度和寿命等。

1.电解电容电解电容是指电容器的额定值，单位是法拉(F)。

电解电容主要取决于电解液的种类和容量，以及电容器的结构和材料。

一般来说，电解电容越大，存储电荷的能力越强。

2.纹波电压纹波电压是指在交流电路中，电解电容器上的电压变化。

由于电解电容器的内部结构，它对交流信号的响应能力有限，会有一定程度的电压波动。

纹波电压越小，说明电解电容器对交流信号的滤波效果越好。

3.温度温度是电解电容器性能的重要影响因素之一、温度过高会导致电解液的蒸发、内阻上升，从而影响电解电容器的工作稳定性和寿命。

一般来说，电解电容器的温度范围应在指定范围内使用，过高或过低的温度都会对性能产生不良影响。

4.寿命电解电容器的寿命是指其可靠工作的时间。

电解电容器的寿命主要受电解液的腐蚀性和电容器的结构质量等因素影响。

一般来说，电解电容器具有一定的工作寿命，超过寿命后可能会出现容值下降、纹波电压增加等问题。

计算电解电容器的性能参数需要根据具体的电容器型号和规格，以及电路的设计要求进行分析和计算。

以下是一些常用的电解电容器的计算公式：1.电容器的纹波电压计算公式：纹波电压=(I*t)/(C*ΔV)其中，I是负载电流，t是纹波时间周期，C是电解电容容量，ΔV是纹波电压的标准值。

2.电解电容器的额定寿命计算公式：寿命=(T/ΔT)^k其中，T是电解电容器的工作温度，ΔT是电容器工作温度与最大允许温度的差值，k是材料系数。

在实际应用中，电解电容器的纹波和寿命通常是通过实验和测试得出的，也可以根据电解液种类和电容器的结构参数进行估算。

对于设计师来说，选用合适的电解电容器和合理的工作条件是确保电子设备正常工作和提高寿命的关键。

电解电容寿命分析像其它电子器件应用一样 , 电解电容同样遵循一种被称为“Bathtub Curve”的失效率曲线。

其表征的是一种普遍的器件（设备）失效率趋势。

但在实际应用中，电解电容的设计可靠性一般以其实际应用中的期望寿命（ Expected Life ）作为参考。

这种期望寿命表达的是一种磨损失效（ wear-our failure ）。

如下图所示，在利用威布尔概率纸（ Weibull Probability Paper ）对电解电容的失效率进行分析时可看到在某一使用期后其累进失效率曲线 (Accumulated Fallure Rate) 斜率要远大于 1 ，这说明了电解电容的失效模式其实为磨损失效所致。

影响电解电容寿命的因素可分为两大部分：1) 电容本身之特性。

其中包括制造材料（极片、电解液、封口等）选择及配方，制造工艺及技术（封口方式、散热技术等）。

2) 电容设计应用环境（环境温度、散热方式、电压电流参数等）。

电容器件一旦选定，寿命计算其实可归结为自身损耗及热阻参数的求取过程。

1 、寿命评估方式电解电容生命终结一般定义为电容量 C 、漏电流（ I L）、损耗角（ tan δ）这三个关键参数之一的衰退超出一定范围的时刻。

在众多的寿命影响因素中，温升是最关键的一个。

而温升又是使用损耗的表现，故额定寿命测试往往被定为“在最大工作温度条件下（常见的有 85degC 及 105degC ），对电容施以一定的 DC 及 AC 纹波后，电容关键参数电容量 C 、漏电流（ IL ）、损耗角（ tan ）的衰竭曲线”。

如下图所示：2 、环境温度与寿命的关系一般地（并非绝对），当电容在最大允许工作环境温度以下工作时（一般最低到 + 40degC 的温度范围），电解电容的期望寿命可以根据阿列纽斯理论（ Arrhenius theory ）进行计算。

该理论认为电容之寿命会随温度每十摄氏度的上升而减半（每上升十摄氏度将在原基础上衰减一半）。

铝电解电容寿命计算方法1.液体电解电容寿命计算方法：液体电解电容的寿命通常由电解液的电导率、厚度以及电解液中氧化铝颗粒的电导率等因素决定。

根据经验公式可计算如下：寿命（小时）=1.440×10^15×（C/V）^n×Z/T其中，C为电容值（μF），V为工作电压（V），n为电压系数（可参考铝电解电容厂商提供的数据），Z为电解液电导率（S/cm），T为工作温度（℃），常温下Z一般取0.1-2 S/cm之间。

2.固体电解电容寿命计算方法：固体电解电容的寿命通常由陶瓷介质的电导率、电容值和工作电压等因素决定。

根据经验公式可计算如下：寿命（小时）=0.1×10^6×[(C×V)/(I×T)]^(1/3)其中，C为电容值（μF），V为工作电压（V），I为等效串联电阻（Ω），T为工作温度（℃），I值可通过测试或参考铝电解电容厂商提供的数据得到。

3.等效串联电阻计算方法：等效串联电阻是指电容器在工作状态下所表现出的电阻，其值与寿命成正相关。

可以通过测试或参考铝电解电容厂商提供的数据得到。

需要注意的是，上述计算方法是根据经验公式得出的估算值，在实际应用中可能存在误差。

因此，工程师在设计电路时，应综合考虑电容器的额定参数、使用环境和寿命要求等因素，选择合适的铝电解电容器，并进行合理的设计和布局，以确保电路的可靠性和稳定性。

此外，还需要注意以下几点：1.工作电压不应超过电容器的额定电压，以避免击穿和损坏电容器。

2.工作温度应在电容器能够承受的范围内，过高的温度会加速电容器老化，缩短寿命。

3.合理选择电解液类型和固体介质，不同的材料具有不同的寿命和性能特点，需根据具体需求进行选择。

综上所述，铝电解电容寿命的计算方法主要是根据电容器的工作参数和材料特性进行估算，具体的计算公式和方法可根据实际情况和厂商提供的数据进行合理选择和应用。

1.电解电容寿命计算基本公式L X=L0 ×K TEMPL X ：电解电容器实际寿命L0 ：目录标示寿命寿命K TEMP ：温度关系影响系数2.电解电容使用不同温度时寿命计算公式L X ＝L0 ×K TEMP ＝L0 ×B10)0 (TX TL X ：电解电容器实际寿命L0 ：目录标示寿命寿命T0 ：目录标示之电解电容最高使用温度℃T X ：电解电容实际使用温度℃(B：温度系数)22-1例1、使用KLE 5000HR时，使用温度超过目录标示温度时目录105℃ 1000HR寿命使用在115℃时00XL X ＝L0 ×B10)0 (TX T-＝5000×210115 105-＝5000×21010-＝5000×2-1＝2,500 HR2-2例2、使用KLE 5000HR时，使用温度低于目录标示温度时目录105℃ 5000HR寿命使用在75℃时0 0XL X ＝L 0 × B10)0(TX T - ＝5000 × 21075105-＝5000 × 21030＝5000 × 23＝40,000 HR3.电解电容Ripplee 关系寿命计算公式L X = L 0 × K TEMP × K voltage × K ripple= L 0 × B 10)0(TX T -× 250TT ∆-∆※L X：电解电容器实际寿命□L0 ：电解电容器目录标示寿命寿命□B：系数)2(≈□T0 ：目录标示之电解电容最高使用温度℃□T X ：电解电容实际使用温度℃□K ripple：Ripplee系数)2(≈□T0 ：最大标示Ripple印加时温升□T：电容器使用之Ripple电流在电容器中心增加温度3-1例1、使用KLE 5000HR时，Ripple关系（环境温度75℃，电容中心因Ripple温升10℃时）L x = L 0 × B 10)0(TX T - × 250T T ∆-∆ ＝5000 × 21057105℃℃-× 25105℃℃-＝5000 × 21030℃× 255-℃＝5000 × 23× 2-1＝5000 × 8× 1/2＝20,000 HR3-2例2、使用KLE 5000HR 时，Ripple 关系（环境温度85℃，电容中心因Ripple 温升0℃时）L x = L 0 × B 10)0(TX T - × 250T T ∆-∆ ＝5000 × 21058105℃℃-× 2505℃℃-＝5000 × 21020℃× 255℃＝5000 × 22 × 21＝5000 × 4 × 2＝40,000 HR4.电容器中心点上升温度△T□电容器经过涟波电流后中心温度上升 □ 可算出寿命□△T ＝ K C × (Ts – Tx)□K C：下列表中系□T S ：电容器表面之温度□T X ：周围温度￠径（m/m）5￠~8￠10￠12.5￠16￠18￠22￠25￠KC 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 ￠径（m/m）30￠35￠40￠50￠63.5￠76￠89￠100￠KC 1.50 1.65 1.75 1.90 2.20 2.50 2.80 3.10。

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。

电解电容寿命计算电解电容是一种常见的电子元件，在电源滤波、放大电路、信号耦合等方面有着广泛的应用。

然而，由于电解电容内部结构的特殊性，其使用寿命相对较短，需要合理估计和计算其寿命，以确保电路的可靠性和稳定性。

电解电容的寿命与其内部电解液的质量、工作温度、工作电压、工作电流以及使用环境等因素有关。

根据电解电容的生产厂家提供的信息，一般可根据以下几种方法估计电解电容的使用寿命：1.标称寿命法：电解电容的生产厂家一般会在元件上标注电容的标称寿命，即电容在允许的工作条件下正常工作的预期寿命。

标称寿命一般以小时（h）、年（y）或者温度（℃）为单位进行标注。

2.电压寿命法：电容的工作电压是影响其寿命的重要因素之一、通常，电解电容的寿命与工作电压的关系可以通过公式进行估算。

例如，电容的标称寿命为2000小时，在20℃下工作时，其寿命可以根据公式T'=T*(V/Vr)^n进行计算，其中V为实际工作电压，Vr为额定电压，T为标称寿命，n为系数。

通过测量电容的实际工作电压，可以根据公式计算出电容的寿命。

3.温度寿命法：温度是影响电容寿命的重要因素之一、一般来说，电容的使用温度越高，其寿命越短。

因此，温度寿命法是常用的一种估计电容寿命的方法之一、根据电容的工作温度和厂家提供的温度寿命曲线，可以通过计算电容在不同工作温度下的寿命，从而得到电容的使用寿命。

4.环境寿命法：电容的使用环境也会对其寿命产生一定的影响。

例如，高湿度、高温度、强烈的震动等环境条件都会缩短电容的使用寿命。

因此，在计算电容的使用寿命时，需要考虑到实际的使用环境。

需要注意的是，以上方法只是估计电容使用寿命的一种方法，实际寿命受多个因素影响，由于电容寿命通常通过试验进行估算，因此需要根据实际情况进行合理的估计。

总而言之，电解电容的寿命计算是一个复杂的问题，需要综合考虑电容的工作电压、工作温度、使用环境等因素，结合厂家提供的相关信息进行合理估算。

通过科学的方法计算电解电容的寿命，可以提高电路的可靠性和稳定性，保证电子设备的正常运行。

电解电容寿命分析像其它电子器件应用一样 , 电解电容同样遵循一种被称为“Bathtub Curve”的失效率曲线。

其表征的是一种普遍的器件（设备）失效率趋势。

但在实际应用中，电解电容的设计可靠性一般以其实际应用中的期望寿命（ Expected Life ）作为参考。

这种期望寿命表达的是一种磨损失效（ wear-our failure ）。

如下图所示，在利用威布尔概率纸（ Weibull Probability Paper ）对电解电容的失效率进行分析时可看到在某一使用期后其累进失效率曲线 (Accumulated Fallure Rate) 斜率要远大于 1 ，这说明了电解电容的失效模式其实为磨损失效所致。

影响电解电容寿命的因素可分为两大部分：1) 电容本身之特性。

其中包括制造材料（极片、电解液、封口等）选择及配方，制造工艺及技术（封口方式、散热技术等）。

2) 电容设计应用环境（环境温度、散热方式、电压电流参数等）。

电容器件一旦选定，寿命计算其实可归结为自身损耗及热阻参数的求取过程。

1 、寿命评估方式）、损耗角（ tan δ）这电解电容生命终结一般定义为电容量 C 、漏电流（ IL三个关键参数之一的衰退超出一定范围的时刻。

在众多的寿命影响因素中，温升是最关键的一个。

而温升又是使用损耗的表现，故额定寿命测试往往被定为“在最大工作温度条件下（常见的有 85degC 及 105degC ），对电容施以一定的 DC 及 AC 纹波后，电容关键参数电容量 C 、漏电流（ IL ）、损耗角（ tan ）的衰竭曲线”。

如下图所示：2 、环境温度与寿命的关系一般地（并非绝对），当电容在最大允许工作环境温度以下工作时（一般最低到 + 40degC 的温度范围），电解电容的期望寿命可以根据阿列纽斯理论（ Arrhenius theory ）进行计算。

该理论认为电容之寿命会随温度每十摄氏度的上升而减半（每上升十摄氏度将在原基础上衰减一半）。