电解电容_纹波_温度_寿命_计算

频率1201k 10k 100k 频率因子1 1.32 1.45 1.5频率1201k 10-30k 30-100k 频率因子0.50.80.91Specificatiion Series:GE GE2VM220W20OTWV(Vo)工作电压Cap(uF)容量Dia(Φ)直径Length(L) 高度Rated Temp(To)额定工作温度Life(Lo)额定寿命时间Rated Ripple(Io)额定纹波电流(100kHz)L-F ripple current 低频纹波电流(100Hz) H-F ripple current高频纹波电流（35kHz ）Actual Ripple(Ix)实际纹波电流(100kHz)Ambient Temp(Tx)环境温度△To 允许中心温升△Tx实际中心温升L X (hrs)使用时间（小时)L X (year)使用时间（年）3502212.52010512000350175.5281.54508558.330534 3.49SUIT TYPE : SNAP-INSpecificatiion Series:LS LS 450WV-180uF 25X35WV(Vo)工作电压Cap(uF)容量Dia(Φ)直径Length(L) 高度Rated Temp(To)额定工作温度Life(Lo)额定寿命时间Rated Ripple(Io)额定纹波电流(120Hz)L-F ripple current 低频纹波电流(100Hz)H-F ripple current 高频纹波电流（34kHz ）Actual Ripple(Ix)实际纹波电流(120Hz)Ambient Temp(Tx)环境温度△To 允许中心温升△Tx 实际中心温升Vo额定电压Vx实际工作电压L X (hrs)使用时间（小时)L X (year)使用时间（年）45018025358530001701.78951034113066.410445039442434 4.84W.V 1201K 10K 100K160~2501 1.32 1.45 1.5315~4501 1.3 1.411.43Actual ripple current and ripple current need to use the product catalog provided by the frequency coefficient into the same frequency, the conversion formula is as followsRD2010-0416-01△Tx=△To×（Ix/Io)∧2技術中心 Benson 制定Frequency correction factor for ripple current (Hz)※To calculate the △TX from the actual r.m.s. ripple of the capacitor. refer to the table below.※已知实际纹波电流时，请用下面的公式计算出△TxWhen "Ix" is known, use the following equation to estimate △Tx即:当已知实际纹波电流"Ix"时, △TX 可用下面计算公式Where :Io =rated r.m.s. ripple GA 系列LS 系列实际纹波电流和额定纹波电流需使用产品目录提供的频率系数转换成相同频率，转换公式如下Life Estimation Formula for the CapacitorsLx = Lo ×　2（To-Tx)/10 × 2(△To-△Tx)/5复合频率计算I 复合=sqrt 【(If1/kf1)^2 + (If2/kf2)^2 + … + (Ifn/kfn)^2 】If1—f1频率条件下的纹波电流；If2—f2频率条件下的纹波电流；Ifn —fn 频率条件下的纹波电流；kf1—f1频率的频率校正因子；kf2—f2频率的频率校正因子；kfn —fn 频率的频率校正因子。

铝电解电容寿命的简单推算1) 不含有纹波电流工作状态的铝电解电容器的推算。

基本依据为“10℃法则”，即环境温度每上升10℃寿命减半，反之亦然。

这个10℃法则只在零纹波电流条件下适用，在铝点解电容流过比较大的纹波电流时不一定适用。

2） 公式推算。

在额定电压下，铝电解电容器的寿命可以由下式计算：)10(200TT L L -⨯= 式中，L 和0L 分别为实际环境温度T 时的寿命和额定最高温度0T 时的寿命。

上面的推算方法仅适用于存储状态和无纹波电流（很小纹波电流）的工作状态，对于明显含有纹波电流的场合上述方法不一定适用，这时候应该将纹波电流的效应考虑在应用条件中。

铝电解电容寿命估算 环境因子 包括环境温度，应用电压，纹波电流voltage tem p K K Lr Lx ⨯⨯=Lx 估算的寿命 Lr 寿命基数temp K 温度系数 voltage K 电压系数环境温度系数铝电解电容器是一种电化学元件，化学反应速度遵循Arrhenius 方程10)(0002r T T tem p L K L Lr -⨯=⨯= 10)(02r T T tem p K -=Lr 估算寿命0L 寿命基数 0T 最高额定温度 r T 实际环境温度电压系数voltage K =1纹波电流的影响DC AC W W W +=D C D C e AC I V R I W ⨯+⨯=2W 内部功率损耗AC W 电源纹波电流造成的功率损耗 DC W 直流电源造成的功率损耗 AC I 纹波电流e R 纹波频率下的ESRDC V DC 电压 DC I 漏电流如果DC 电压在额定电压下，漏电流远远小于纹波电流，纹波功率损耗远大于直流功率损耗。

功率损耗计算公式：e AC A R I W W ⨯==2电容温度提到到一定程度，内部产生的热量与热辐射平衡。

平衡的温度计算公式。

T A R I e AC ∆⨯⨯=⨯β2 所以AR I T eAC ⨯⨯=∆β2=β热辐射常数W⨯3-10℃2cm=A 表面面积)(2Cm 、对L D ⨯ψ电容)4()4/(L D D A +=πT ∆由于纹波电流导致的核心温度上升使用条件与铝电解电容寿命的关系在很多应用中 铝电解电容器中将流过纹波电流，甚至是非常高的纹波电流。

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。

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】。

Electrolytic Capacitor Ripple Current Derating Test Method and Life TimeEvaluationFrom：郭雪松Date：Oct-27-04一．SPEC1.电解电容零件工程规格书中之Standard Rating表格，其中规定了不同规格的电解电容Rated Ripple Current值，例如：Sharp 机种PWPC C904(滤波电容) 67L215L-820-15N (CNN公司KXG Series)2.此电容用于电源输入端滤波，因此采用120Hz时的Rated Ripple Current规格715mA。

3.而用于评估电解电容Ripple Current之Spec要依据以下公式：SPEC=Spec （component ）×频率系数（FM ）×温度系数（TM ） 注：FM/TM 取值方法见附表4.OTPV 评估电解电容Ripple Current 的Derating 规格为85％，因此 测试值<SPEC ×85％ 时判定OK 。

二．Test Method将电解电容接地端吸开串联一导线，直接用电流计探头测试该导线电流的有效值（rms ），测试时要调整输入电压值（90V ～264V ）达到纹波电流最大。

见图示：Irms 三．附表（FM&TM 取值方法）：NCC 公司产品为例1.Multiplying Factors on KMG Series （radial lead type ） Frequency MultipliersTemperature Multipliers2. Multiplying Factors on KY Series Frequency MultipliersTemperature Multipliers3. Multiplying Factors on KXG Series Frequency MultipliersTemperature Multipliers*Temperature multipliers shows the guide limits of the maximum available ripple current at each of the temperature,of which the life time at the rated maximum operating temperature is expected. 四．电解电容寿命评估测试方法1.Calculation Formula:电容寿命Life Time= Life(spec)×2(Ts-Tt)/10Life(spec)：指spec中标明的寿命值Ts：电容最高使用温度值Tt：电容本体温度测试值2.判定方法：以上计算得出之寿命值与整机MTBF目标值比较，若大于目标值则判定OK。

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。

红宝石铝电解电容平均寿命的计算电容型号：10YXF 1U M 10×16最高工作温度(℃)：105额定寿命(hrs)：6000//根据电容的直径和耐压查表最大纹波电流(mArms)：30//根据电容的系列和规格查表温度系数： 2.1//根据实际工作温度查表最大纹波电流修正值(mArms)：63//根据温度系数修正温度系数A ：9.716553注2：最大纹波电流时的内部温升ΔTj 0(℃)：5//根据电容系列确定（见表一）环境温度(℃)：64.05518//注1纹波电流(mArms)：30频率系数a ：1//根据实际工作频率查表纹波电流修正值(mArms)：30//根据频率系数修正(适用高频)注1：周围温度加速系数f(T)：17.08291在环境温度不好测量的情况纹波电流加速系数f(I)：1.370538下，利用电容表面温度推算：电容表面温度：65(a 查表二)a ： 1.2电容的平均寿命(hrs)：140476.7年：16.03615推算环境温度：64.05518注2：∴ A =9.71655320025.010⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯∆⨯-=I I T A j公式推导：参数定义：公式：L ：实际使用时的平均寿命Lb ：基本寿命其中：f (T)：周围温度加速系数公式1f (I)：纹波电流加速系数Tmax ：最高工作温度Ta ：实际环境温度公式2Tc ：电容表面温度ΔTj 0：应用在最大允许纹波电流时的内部温升a ：内部温升与表面温升的比值I ：实际纹波电流I 0：最大容许纹波电流公式3A ：温度系数A ： Temperature factors when acceleration所以：When …ΔTj≤20：A＝10-0.25×ΔTj0ΔTj ≥20：Please consult us.ΔTj ＝ΔTj0×（I/I0）2注：最大纹波电流修正值(mArms)通过下式计算得到：温度修正值＝额定值*温度系数实际纹波电流的频率修正计算公式：()()I f T f Lb L ⨯⨯=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯∆-∆⨯-∆⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=A I I T T T Ta T j j j Lb L 2000025.01010max 2210max 2)(Ta T T f -=20⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯∆-=I I a Tjo Tc Ta ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯∆-∆⨯-∆=A I I T T T j j j I f 2000025.0102)(2⎪⎭⎫⎝⎛=频率系数实际值频率修正值（见表一）actors when acceleration coefficient become twice greater.：A＝10-0.25×ΔTj0×（I/I0）2：Please consult us.Tj0×（I/I0）2。

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。

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。