非固體鋁電解電容器降額規(guī)范

1、非固體鋁電解電容器降額規(guī)范器件應(yīng)力考核點(diǎn)：正向電壓（浪涌電壓）；反向電壓；紋波電流；預(yù)期壽命1 器件簡述非固體鋁電解電容器的工作介質(zhì)是在金屬鋁極箔表面用電解法生成的一層金屬氧化物三氧化二鋁（Al2O3），之所以稱為非固體，是因?yàn)殇X電容器的負(fù)極是由液體（也稱作電解液）充當(dāng)?shù)?。鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)圖如下：鋁電解電容器結(jié)構(gòu)圖從結(jié)構(gòu)圖可以看到，電容器的芯子是由一層正極箔，一層間隔紙（電解液就浸在間隔紙上，故也稱作電解紙），一層負(fù)極箔，再一層間隔紙卷繞而成，正負(fù)極箔分別鉚接上引線以連接到電路中。電容器芯子用鋁外殼和橡膠塞密封后，再套上熱縮套管，就構(gòu)成了完整的電容器，熱縮套管上已印刷了用以識別電容器的商標(biāo)、

2、額定電壓、標(biāo)準(zhǔn)容量、容量誤差、工作溫度、廠家型號、負(fù)極標(biāo)志等內(nèi)容。鋁電解電容器在電路中主要起濾波、隔直、穩(wěn)壓的作用，實(shí)際制造出來的電容器在電路中使用時(shí)并不是理想的元件，含有ESR和ESL，其等效電路圖如下：ESR的存在是電容器工作時(shí)發(fā)熱的最主要原因，它不但決定了流過電容器的紋波電流的大小，更是影響電容器實(shí)際使用壽命的重要因素。鋁電解電容器的芯子是卷繞而成的，所以有ESL的存在，它決定了鋁電解電容器工作頻率不能太高，否則就沒有濾波效果，鋁電解的工作頻率一般在幾十Hz100KHz。鋁電解電容器是有極性的，在應(yīng)用時(shí)絕不能反接。2 器件常見失效模式及降額點(diǎn)選取說明相對于其它阻容器件來講，鋁電解電容器因

3、含有液體作負(fù)極材料，所以失效率相對較高，且有嚴(yán)格的壽命要求，這在設(shè)計(jì)選型時(shí)需考慮。鋁電解常見的失效模式有：短路，開路，電參數(shù)性能劣化，防爆閥開裂，漏液。從鋁電解電容器應(yīng)用過程中的失效原因看，主要有以下三種：電應(yīng)力引起的失效：·過電壓：電介質(zhì)擊穿，嚴(yán)重時(shí)會(huì)起火。·反壓現(xiàn)象：嚴(yán)重時(shí)會(huì)爆炸起火。·紋波電流過大：內(nèi)部溫升過高，介質(zhì)遭到破壞，電解液干涸，壽命縮短。 熱應(yīng)力引起的失效·過高的環(huán)境溫度，導(dǎo)致材料性能的蛻化或劣化，電解液揮發(fā)，壽命縮短。·不適當(dāng)?shù)暮附訜釠_擊。 機(jī)械應(yīng)力引起的失效·引腳間距與PCB板間距不匹配造成外應(yīng)力損傷。·

4、沖擊和震動(dòng)造成的機(jī)械應(yīng)力損傷。·單板加工時(shí)電容內(nèi)部受傷。綜上所述，對鋁電解電容器降額考核點(diǎn)主要有4個(gè)方面：正向電壓（浪涌電壓）；反向電壓；紋波電流；預(yù)期壽命。3 器件應(yīng)力限制3.1 正向電壓；浪涌電壓在I、II工作區(qū)最壞應(yīng)力情況下，正向電壓（I區(qū)），浪涌電壓（II區(qū)）降額必須滿足下表：應(yīng)力考核點(diǎn)產(chǎn)品工作區(qū)B級產(chǎn)品A級產(chǎn)品正向電壓I工作區(qū)最壞情況90%90%浪涌電壓II工作區(qū)最壞情況100%100%說明：1. 對于450V電壓檔次的鋁電解，考慮到電壓選型及成本、尺寸問題，在應(yīng)用于PFC電路時(shí)，I工作區(qū)電壓降額允許95。2. 計(jì)算電容器壽命時(shí)，應(yīng)考核工作電壓對壽命的影響，電壓降額對壽命的

5、影響系數(shù)如下： 電壓降額KVOLTAGE> 90%0.890%80%0.9< 80%1壽命計(jì)算的具體方法見附件：非固體鋁電解電容器應(yīng)力降額操作指導(dǎo)書。3.2 反向電壓在I、II工作區(qū)最壞應(yīng)力情況下，施加在鋁電解電容兩端的反向電壓必須滿足下表：應(yīng)力考核點(diǎn)產(chǎn)品工作區(qū)B級產(chǎn)品A極產(chǎn)品反向電壓I工作區(qū)最壞情況不允許施加反向電壓II工作區(qū)最壞情況0.5V3.3 紋波電流允許實(shí)際工作紋波電流值超過手冊規(guī)定的額定值，但必須限制在下表規(guī)定的范圍內(nèi)，同時(shí)應(yīng)考核紋波電流對壽命的影響。即在滿足壽命的前提下，允許紋波電流超過額定值使用。具體規(guī)定見下表：應(yīng)用場合電容器分類應(yīng)力考核點(diǎn)產(chǎn)品工作區(qū)B級產(chǎn)品A級產(chǎn)品

6、濾波SCREW-TYPE紋波電流I工作區(qū)最壞情況220額定值200額定值SNAP-IN 105220額定值200額定值SNAP-IN 85200額定值180額定值RADIAL-LEAD150額定值130額定值其它場合100額定值100額定值說明：1紋波電流額定值，是指廠家手冊中規(guī)定的電容在最高工作環(huán)境溫度下，頻率為120Hz時(shí)的紋波電流有效值，如實(shí)際應(yīng)用中有多個(gè)頻率下的紋波電流，可轉(zhuǎn)換成120Hz下的等效值。 2在實(shí)際考核紋波電流時(shí)，如果：2.2倍額定紋波電流實(shí)測紋波電流額定紋波電流, 加上有其它發(fā)熱器件或強(qiáng)迫風(fēng)冷影響，不能僅以紋波電流來計(jì)算溫升,需測試電容器的芯子溫升來考核電容器的壽命。3如果有多個(gè)電容器并聯(lián)使用，測試應(yīng)力最嚴(yán)重的那個(gè)電容的紋波電流作為考核依據(jù)。3.4 預(yù)期壽命當(dāng)設(shè)備在規(guī)定的最高工作環(huán)境溫度下滿載運(yùn)行，同時(shí)滿足其他正常條件下（如按手冊規(guī)定的安裝方式、正常的輸入、輸出范圍等），鋁電解電容的預(yù)期壽命必須大于下列值：應(yīng)力考核點(diǎn)B級產(chǎn)品A級產(chǎn)品I區(qū)最壞情況預(yù)期壽命1年2年額定情況預(yù)期壽命產(chǎn)品規(guī)格書規(guī)定值 注：1年=8760小時(shí)鋁電解電容的預(yù)期壽命主要與電容的工作環(huán)境溫度、紋波電流(紋波電流發(fā)熱引起的溫升)以及