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怎樣提高電解電容的使用壽命
無論電容器在電子技術(shù)哪個領(lǐng)域中使用,都希望所用元件滿足性能要求,不會輕易受損,達到延長使用壽命的目的。在電路設(shè)計時,應(yīng)對電解電容器的性能有更深入的了解,做到心中有數(shù),不要使電容器一直處于工作頂峰狀態(tài)。具體從以下幾個方面來考慮。
1、降低所處環(huán)境溫度
降低所處環(huán)境溫度,使電容器不在上限類別溫度下工作,另外還要考慮電容器本身發(fā)熱影響,這一點對液體電解質(zhì)類型產(chǎn)品尤為重要。如果產(chǎn)生高溫,會使漏電流劇增,氣體增多,使外殼處于內(nèi)壓急增狀態(tài);另外高溫能使電解液加速干涸,相對縮短產(chǎn)品壽命。因此對長壽命要求的產(chǎn)品來說,工作溫度應(yīng)控制在50℃以下,這樣相應(yīng)的壽命約可提高1~2個數(shù)量級。例如在45℃以可工作20年的計算機電容器,在85℃下則只能工作1~2年。如需要應(yīng)用在上限類別溫度(85℃),則電容器芯子中心溫度應(yīng)不超過95℃,而且還得視所選擇工作電解液的性質(zhì)而定。這種高溫影響對固體鉭電容器來說,不如鋁電解電容器那么嚴重,但肯定也是有害的。
2、降低額定電壓的使用上限
降低額定電壓的使用上限,也就是降低介質(zhì)氧化膜的工作場強,對鋁電容器將適用。降負荷一半后,電容器的壽命能提高2個數(shù)量級之多。
實際上鋁氧化膜如出現(xiàn)損傷和被腐蝕,修補氧化膜拜出只能在最高的工作電壓下進行,局部難于恢復(fù)到原始形成電壓值下的氧化膜厚度,所以過分降低工作電壓,對鋁電解電容器也并不是最合適的措施。
比較以上兩個因素的影響,對鋁電容器來說,以降低工作溫度為最關(guān)鍵。
3、控制工作中的紋波電流值
電解電容器用在脈動電路中,造成功率消耗而發(fā)熱升溫的主要因素是紋波電流(對較小容量的電容器則是紋波電壓)的大小,一般提供的失效率與溫度關(guān)系曲線大都是在無紋波的直流電壓下測出的只考慮了漏電流,比此時芯子內(nèi)部中心溫度幾乎與環(huán)境溫度相差不多??墒窃趯嶋H應(yīng)用中,由于紋波電流所導(dǎo)致的發(fā)熱能使芯子中心溫升,最高時可達到幾十攝氏度。(芯子溫升取決于電容器所處環(huán)境溫度和對紋波電流的控制)。所以,高紋波電流易造成芯子的電解液干涸,電容器早期失效。同時,長時間紋波電流超過規(guī)定值,也是導(dǎo)致電容器防爆閥打開的因素之一。
4、避免頻繁的浪涌電壓施加到電容器上
電路的開或關(guān),都會產(chǎn)生一過渡狀態(tài)的瞬間電壓,一般其值要大于工作電壓,而且相應(yīng)地產(chǎn)生一沖擊電流,如果電源和負載的電阻均較小,這樣瞬時電流值相當大,容易引起電解電容器氧化膜的損傷,因為電容器在大沖擊電流下 ,容易在膜的薄弱區(qū)域發(fā)熱促使晶化提早產(chǎn)生,并降低耐壓能力,所以為提高使用壽命,應(yīng)避免發(fā)生頻繁的浪涌電壓施加到電容器上,當工作電壓接近額定電壓時,更是如此。
5、選擇漏電流值較小的電容器
作為長壽命使用的電解電容器,除了以上4點外加因素的考慮外,在選用中還要選擇在同類型中漏電流特別小的電容器。這表明它具有較高質(zhì)量的氧化膜和合適的工作電解質(zhì)。一旦環(huán)境溫度較高,相應(yīng)的漏電流增加就較慢。否則在互為影響的情況下,當漏電流劇增,內(nèi)部溫度將上升,反過來使漏電流再上升,一直惡化直至失去熱平衡而破壞為止。