爱华电容寿命计算方法

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。

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)。

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】。

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。

电容的额定寿命
【原创版】
目录
1.电容的定义与作用
2.电容的额定寿命概念
3.电容额定寿命的计算方法
4.影响电容额定寿命的因素
5.如何提高电容的额定寿命
正文
一、电容的定义与作用
电容，全称为电容器，是一种电子元器件，主要用于存储电荷、滤波、耦合、旁路等电路功能。

电容器的主要作用是根据电荷积累和释放的速度来调节电路中的电压。

二、电容的额定寿命概念
电容的额定寿命，是指电容器在规定的工作电压、温度和负载条件下，能够正常工作的最长时间。

电容器的额定寿命通常用小时来表示。

三、电容额定寿命的计算方法
电容额定寿命的计算方法较为复杂，通常需要考虑电容器的工作电压、工作温度、负载电流、电容器的类型等多个因素。

一般来说，可以通过电容器的失效率来估算其额定寿命。

四、影响电容额定寿命的因素
1.工作电压：电容器的工作电压越高，其额定寿命就越短。

2.工作温度：电容器的工作温度越高，其额定寿命就越短。

3.负载电流：负载电流越大，电容器的额定寿命就越短。

4.电容器的类型：不同类型的电容器，其额定寿命也会有所不同。

五、如何提高电容的额定寿命
1.选择合适的电容器：根据电路的实际需求，选择额定电压、容量和温度等参数适合的电容器。

2.控制工作温度：尽量降低电容器的工作温度，可以有效延长其额定寿命。

3.合理设置负载电流：控制负载电流在电容器的额定范围内，可以提高电容器的额定寿命。

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 ，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Δ 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Δ 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。

电解电容寿命计算方法及测试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。

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。

1•电解电容零件工程规格书中之Sta ndard Rat ing表格，其中规定了不同规格的电解电容Rated Ripple Curre nt值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（componen t X 频率系数（FM ）X 温度系数（TM ）4.0TPV 评估电解电容Ripple Current 的Derating 规格为85%,因此测试值vSPEC x 85% 时判定OK。

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：1. M ultiplying Factors on KMG Series (radial lead type)Freque ncy MultipliersRange 50Hz 120Hz 300Hz 1KHz 10KHz 100KHz〜3.3uF 0.65 1.00 1.35 1.75 2.30 2.504.7uF 〜33uF 0.751.001.25 1.50 1.751.8047uF 〜1000uF 0.80 1.001.15 1.30 1.40 1.502200uF〜0.85 1.00 1.03 1.05 1.08 1.08 Temperature MultipliersTemp (°C)55 65 75 85 105 Multipliers 2.23 2.23 2 1.73 1 2. Multiplyi ng Factors on KY SeriesFreque ncy MultipliersRange 120Hz 1KHz 10KHz 100KHz〜180uF 0.40 0.75 0.90 1.00220uF〜560uF 0.50 0.85 0.941.00IrmsTemperature Multipliers3. Multiplying Factors on KXG SeriesFreque ncy 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 maximumoperat ing temperature is expected.电解电容寿命评估测试方法1. Calculation Formula:电容寿命Life Time= Life(spec) x 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OK3. 例如：SHARP 机种C904 Life (spec) = 10000Hrs, Ts= 105C,Tt = 526C,。

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。

※电容器GS系列产品在85℃使用温度环境下连续负载加入纹波电流之额定电压达2000小时之寿命保证，用下列推定寿命算出式算使用寿命。

1、基础公式用于估算电容器使用寿命（L）L=L0×10)(0 2TT-L0：规定温度之电容器保证寿命L：预估电容器使用寿命T0：规定最高工作温度T：实际工作温度计算式：L=2000×10)8585(2-L=2000×20L=2000Hr即在最高温度85℃时，推算使用寿命应为2000Hr。

◆如设定使用条件：电容器最高温度85℃，保证寿命2000Hr，而周围温度40℃时，使用寿命的计算值应为：计算式：L=2000×10)4085(2-L=2000×24.5L=2000×22.627L=45254Hr即：在周围温度40℃时，推算使用寿命应为45254Hr。

※负载加入纹波电流之额定电压的寿命计算公式来推定GS系列产品之寿命。

1）直流定格电压保证品直流定格电压印加时的寿命时间（L ）推定寿命算出式BnL Tn T 12Ln 10⨯⨯=-…………（1） 以85℃产品GS 系列的1000uF/25V 10×20L 的产品为推算范例：按BnL TnT 12Ln 10⨯⨯=-……（1）公式用于估算电容器使用寿命（Ln ） 计算式：122000Ln 108585⨯⨯=-122000Ln 0⨯⨯=Hr 2000Ln =设定使用条件：按BnL TnT 12Ln 10⨯⨯=-……（1）公式用于估算电容器使用寿命（Ln ） 计算式：8.0122000Ln 104085⨯⨯=- 25.1627.222000Ln ⨯⨯=)5.6(5.56567Ln 年Hr =已知上述的估算电容器的使用寿命是按推定寿命的计算公式来计算出使用寿命时间而取得的值，因推定寿命计算式不同时得出的寿命时间也会有差异，不是保证值，但是评估保证值的参数值，故在适用上还是请充分试验后再判断使用。