电容寿命计算公式

薄膜电容的寿命计算
薄膜电容的寿命计算是一个复杂的过程，涉及多个因素和公式。

下面介绍三种常见的薄膜电容寿命计算公式：
电化学腐蚀寿命计算公式：
Tc = h/k(Ia*U/0.01)
其中，Tc表示电容的寿命，单位为小时；h为随机失效时间；k为系数，取值通常为3~10左右；Ia为电容板的表面积，单位为cm²；U为电容器工作电压，单位为V。

热老化寿命计算公式：
Tc = A*e^(Ea/RT)
其中，Tc表示电容器的寿命；A为材料常数；Ea为活化能，单位为J/mol；R为普适气体常量；T为温度，单位为K。

电压应力aging寿命计算公式：
其中，Tc表示电容寿命；k为常数；U为电压；n为指数，通常取值为0.5~4之间。

除了上述公式外，薄膜电容的寿命还受到多种因素的影响，如工作温度、工作电压、环境因素和加工工艺等。

在实际应用中，需要根据具体情况综合考虑这些因素，选择合适的材料和工艺，并采取必要的措施来延长薄膜电容的寿命。

总之，薄膜电容的寿命计算是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素和公式。

在实际应用中，应结合具体情况进行选择和调整，以获得最佳的寿命延长效果。

电容使用寿命的计算公式
电容寿命计算方法：
Lx＝L0（或者LR)*KT*KR1(或者KR2)*Kv
Lx：电容预期寿命（你要的）；
L0/LR:电容加速寿命，可以查阅电容规格书。

（如果资料提供在最高温度下的数据（如2000小时），则用L0,后面对应KR1；如果资料提供最高温度、施加可允许最大文波电流下的数据，则用LR，后面对应KR2)
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（公式不好编辑，这样写大家应该能明白）
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
KR2与LR对应，等于2的（Tm-T）/5次方，Tm：施加最大电容允许文波电流所引起的电容内部温升（可以查到）；T：实际纹波电流所引起的电容内部温升。

Kv：工作电压影响系数（对大多数电容，实际工作电压为额定电压的0.8，则Kv＝1）。

失效率计算
1、在线路中，钽电容器的现场故障率MTBF计算公式为：
F = FV x FT x FR x FB
FV 是降额电压校正因子；
FT 是温度校正因子；
FR 是线路等效电阻校正因子；
FB 是电容器的基础失效率。

图1 降额电压校正因子（60%置信度）
图2 温度校正因子（60%置信度）
表1 线路等效电阻校正因子（60%置信度）
2、计算实例：
例：CA45-B-16V10μF用于12V线路中，工作温度范围-45~70℃，回路等效电阻2Ω，该电容器在此线路中的失效率等级为：
FV=0.08 降额75%；
FT=1 工作温度范围小于85℃
FR=0.85 每伏电压的阻抗2/12=0.167
FB=1%/1000Hr
F=0.08*1*0.85*1%/1000=0.068%/1000Hr
若电容器变为20V10μF，降额大，校正因子系数FV=0.018，失效率等级变为：F=0.018*1*0.85*1%/1000=0.0153%/1000Hr
对于钽电容，其寿命λ=1/F。

电容损耗计算公式电容损耗是指电容器在工作过程中由于电流通过电容器导致的能量损失。

电容损耗可通过电容器的电压和电流的相位差来计算。

一、电容损耗计算基本原理：在交流电路中，对于标称电容C，其容抗Xc=1/ωC，其中ω=2πf，f为电流频率。

对于电路中的电阻元件和电容元件并联的情况下，总电抗Z总=(R^2+Xc^2)^(1/2) =(R^2+1/ω^2C^2)^(1/2)，其中R为电阻值。

则电容器的电流I_c = V/Z总，V为电压。

在交流电路中，电容损耗可以通过计算电容元件的电流Ic与电压V的相位差θ来获取。

二、电容损耗计算公式：1. 电容损耗角正切（tanδ）的计算公式：tanδ = Xc/R = 1/(2πfRC)其中tanδ为电容损耗角正切，R为电容器附加的损耗电阻，f 为电流频率，C为电容器的电容。

2. 电容损耗功率密度（P_loss）的计算公式：P_loss = I_c^2⋅R = (V^2)/(R⋅(R^2+1/ω^2C^2))3. 电容损耗的品质因数（Q）和电容损耗因子（D）的计算公式：品质因数Q = 1/(2πfRC) = 1/tanδ电容损耗因子 D = Q/(1+Q^2)三、电容损耗的参考内容：1. 计算电容损耗时，需要了解电容器的电容值C、电压V、电流频率f，以及附加的损耗电阻R。

其中，电容器的电容值可以通过电容器的型号参数、产品手册或相关资料中查找。

电压和电流频率可以根据具体应用场景进行选择。

2. 电容器的损耗电阻R可以通过电容器的损耗因子或者电容器的等效串联电阻计算获得。

损耗因子和等效串联电阻的值可以通过电容器的参数、产品手册或相关资料中获取。

3. 在实际应用中，可以通过测量电容器的电压和电流以及它们的相位差来计算电容损耗。

可以使用示波器和信号发生器等仪器进行测量和分析。

4. 电容损耗对电路性能具有较大影响，特别是在高频电路和功率电路中。

因此，在电路设计和选型过程中，需要合理计算电容损耗，并选择合适的电容器参数来满足电路要求。

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。

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。

fmain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（Umax –Umin)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.为纹波电流的中损耗.PLoss4、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。

铝电解电容寿命试验规律
电容c的计算公式：c=εs/4πkd 。

其中，ε是一个常数，s为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。

在电容元件两端电压u的参考方向给定时，若
以q表示参考正电位极板上的电荷量，则电容元件的电荷量与电压之间满足q=cu。

定义式： c=q/u。

电容器的电势能计算公式：e=cu^2/2=qu/2=q^2/2c。

多电容器并联计算公式：c=c1+c2+c3+…+cn。

多电容器串联计算公式：1/c=1/c1+1/c2+…+1/cn。

三电容器串联：c=（c1*c2*c3）/（c1*c2+c2*c3+c1*c3）。

电容优点：
1、高稳定性
液态铝电解电容可以持续在高温环境中平衡工作，采用固态铝电解电容可以轻易提高
主板性能。

同时，由于其阔温度范围的平衡电阻，适合电源滤波。

它可以有效地提供更多
平衡丰沛的电源，在超频中尤为重要。

2、寿命长
固态铝电解电容具备极长的使用寿命(使用寿命少于50年)。

与液态铝电解电容较之，可以算是“长命百岁”了。

它不能被打穿，也不必害怕液态电解质干枯以及泄漏影响主板
稳定性。

由于没液态电解质诸多问题的所苦，固态铝电解电容并使主板更加平衡可信。

3、低esr和高额定纹波电流
esr(equivalentseriesresistance)指串联耦合电阻，就是电容非常关键的指标。

esr
越高，电容充放电的速度越慢，这个性能直接影响至微处理器供电电路的脱藕性能，在高
频电路中固态电解电容的高esr特性的优势更加显著。

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】。

M T B F寿命计算公式寿命计算公式1.1 MTBF（平均间隔失效时间）预估1.1.1概述MTBF之计算系依据军用手册MIL-HDBK-217F“电子设备之可靠性预估”来进行，此部份涵盖了电子零件实际的应力关系、失效率。

MIL-HDBK-217的基本版本将保持不变，只有失效率的资料会更新。

在评估过程之前，应确定各元器件的相关特性（如基本失效率、质量等级，环境等级等等）。

1.1.2定义“MTBF”的解释为“平均间隔失效时间”而MTBF是由MIL-HDBK-217E.F计算，以25℃环境温度为参考温度。

1.1.3电解电容寿命预测Rubycon品牌的电解电容的寿命计算公式L X＝Lr×2[(To-Tx)/10]×2(ΔTs/Ao-ΔTj/A)，L X：预测寿命（Hr），Lr：制造商承诺的在最高工作温度（To）及额定纹波电流（Io）下的寿命，To：最高工作温度—105℃或85℃，Tx：实际外壳温度（℃），ΔTs：额定纹波电流（Io）下的电解电容中心温升（℃），ΔTj：实际纹波电流（Ix）下的电解电容中心温升（℃），A： A＝10－0.25×ΔTj，（0≤ΔTj≤20）Ao：Ao＝10－0.25×ΔTs，其中ΔTs＝α×ΔTco＝α×Io2×R/（β×S），ΔTj＝α×ΔTcx＝α×Ix2×R/（β×S），ΔTco：额定纹波电流（Io）下的电解电容外壳温升（℃），ΔTcx：实际纹波电流（Ix）下的电解电容外壳温升（℃），α：电解电容中心温升与外壳温升的比例系数，Ix：纹波电流的实际测量值（Arms），Io：额定的纹波电流值（Arms），R：电解电容的等效串连阻抗（Ω），S：电解电容的表面积（cm2），S=πD×（D＋4L）/4，β：热辐射常数，一般取β＝2.3×10-3×S-0.2，D：电解电容的截面积的直径（cm），L：电解电容的高度（cm），nichicon品牌的电解电容的寿命计算公式L X＝Lr×2[(To-Tx)/10]×21-(Ix/Io)2/K，K：温升加速系数，＝10－6×（Tx－75℃）/30 （Tx≤75℃时，K 值取10）其余字符的表达含意同上。

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 ，Rubycon 电容寿命得计算公式。

1、nichicon 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 、大封装电解电容（large can type ）；b 、小封装（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 条件下内部温升量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Δtn: 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Δtn 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 、miniature 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；α：寿命常数。

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。