鋁電解電容的失效分析

鋁電解電容的失效分析Thedocumentwasfinallyrevisedon2021應(yīng)用鋁電解電容器必須考慮的問(wèn)題鋁電解電容器的失效一、鋁電解電容器失效的最主要原因電解液干涸！電解液干涸的原因電解液自然揮發(fā)電解液的消耗電解液自然揮發(fā)電解液的揮發(fā)速度隨溫度的升高而變快；電解液的揮發(fā)速度與電容器的密封質(zhì)量有關(guān)，無(wú)論在高溫還是在低溫條件下都要有良好的密封性。電解液的消耗漏電流所引起的電化學(xué)效應(yīng)消耗電解液；鋁電解電容器的壽命隨漏電流增加而減少；漏電流隨溫度升高而增加：250C時(shí)漏電流僅僅是850C時(shí)漏電流的不到十分之一；漏電流隨施加電壓升高而增加：耐壓為400V的鋁電解電容器在額定電壓下的漏電流大約是90%額定電壓下的漏電流的5倍。電解液干涸的時(shí)間就是鋁電解電容器的壽命影響鋁電解電容器壽命的因素（溫度1）一般用途：850C；一般高溫用途：1050C：特殊高溫用途：1250C：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙：140s1500c；影響鋁電解電容器壽命的因素（額定壽命小時(shí)數(shù)）按壽命小時(shí)數(shù)鋁電解電容器可以分為：一般用途（常溫，3年以內(nèi)）：1000小時(shí)；一般用途（常溫，希望比較長(zhǎng)的時(shí)間）：2000小時(shí)以上；工業(yè)級(jí)：更長(zhǎng)的壽命小時(shí)數(shù)。影響鋁電解電容器壽命的因素（溫度2）溫度每升高100C,壽命小時(shí)數(shù)減半；影響鋁電解電容器壽命的因素（電解液）電解液的多與寡決定鋁電解電容器的壽命；影響鋁電解電容器壽命的因素（應(yīng)用條件）高溫縮短鋁電解電容器壽命；高紋波電流縮短鋁電解電容器壽命；工作電壓過(guò)高縮短鋁電解電容器壽命；工作電壓與漏電流的關(guān)系UrUs/UrUs/aU90 9590 95 100 105 110 115 120額定電壓的百分?jǐn)?shù)工作電壓與漏電流的關(guān)系CDE生產(chǎn)的450V/4700Uf/850C鋁電解電容器的漏電流與施加電壓的關(guān)系：1010.10.01溫度與漏電流的關(guān)系CDE生產(chǎn)的450V/4700Uf/850C鋁電解電容器的漏電流與環(huán)境溫度的關(guān)系：

O2E-001O2E-25 36 45 66 6E161 1溫度.七)as溫度、電壓、紋波電流共同作用對(duì)壽命的影響as以EPCOS的B43697電子鎮(zhèn)流器用鋁電解電容器為例在不同的電壓與溫度條件下的鋁電解電容器壽命不同。Usefullife^ting4JW420V40℃UR200000(].85^RI0ST；200000M2If期引h20000 If5800085℃U&I-rq詠90001750。TQ5℃U&Jr400011500Vtdhiqet「dui7)n￡Htest3000J05Y,山5000.]05(Ur■U^efLJilifedependingonambienttempe-ra-tureTaunderripplecufrenlopemtmgcojnditions.■RatedvoltageUr^ipphod60■U^efLJilifedependingonambienttempe-ra-tureTaunderripplecufrenlopemtmgcojnditions.■RatedvoltageUr^ipphod60 7'0EP8S的B43697電子鎮(zhèn)流器用

鋁電解電容器降額壽命特性■UscfuJhf<>dispendfiriejon^mbfenr(emper^-iure17sunderripplecurrentnpercrtingconditions■OperatingvoltageUop=4Z07EPCOS的B43697電子鎮(zhèn)流器用鋁電解電容器的過(guò)電壓壽命特性Usefullifedependingonambienttemperature以u(píng)ndernppFecurrentoperatingranrfitionsRatedvoltageUrappliedUsefullifedependingonambienttemperatureIAundern'ppiecurrentoperatingconditionsOperatingvoltageUpp=500VI?3.51~飄530"2.520①例I?3.51~飄530"2.520①例1②例21.5③例3④例40.540E00SS

VI

國(guó)0000150 60 70②80501001：：110三、鋁電解電容器壽命推算方法：簡(jiǎn)單壽命推算根據(jù)ESR、熱阻、紋波電流推算壽命根據(jù)溫度、紋波電流與壽命的關(guān)系推算壽命簡(jiǎn)單壽命推算方法1不含有紋波電流工作狀態(tài)的鋁電解電容器的推算：基本依據(jù)為“100C法則”，即環(huán)境溫度每上升100C壽命減半，反之亦然，這個(gè)“100C法則”是在零紋波電流條件下適用。在鋁電解電容器流過(guò)比較大的紋波電流時(shí)不一定適用。簡(jiǎn)單壽命推算方法2國(guó)產(chǎn)某些品牌鋁電解電容器推薦的方法日本品牌鋁電解電容器推薦的方法基本思路在額定電壓下，鋁電解電容器的壽命可以由以下公式計(jì)算

其中，L和L0分別為：實(shí)際環(huán)境溫度T時(shí)的壽命和額定最高溫度T0時(shí)的壽命?？梢钥吹?，鋁電解電容器的使用壽命隨溫度下降沒(méi)100C,壽命增加一倍，即所謂100C法則。因此，無(wú)論是使用還是儲(chǔ)存，鋁電解電容器均應(yīng)在盡量低的環(huán)境溫度下為好。例如，850C/1000小時(shí)的鋁電解電容器在450C使用壽命為16000小時(shí)，折合為1年零10個(gè)月；290C時(shí)為48000小時(shí)，折合為5年零6個(gè)月；而1000小時(shí)折合為42天?？梢钥吹?，降低溫度對(duì)延長(zhǎng)鋁電解電容器壽命的重要性。圖解計(jì)算①宮ycioooillOOCOt@1O^ClOOOh@1051^2000h?LOST：3D00h1rMemihh2 5 10 20 50 1002 5 10 20 50 100 200500存在的問(wèn)題上述三種推算方法僅適用于存儲(chǔ)狀態(tài)和無(wú)紋波電流（很小紋波電流）的工作狀態(tài)（如隔直流電容、小信號(hào)電路的旁路電容）。對(duì)于明顯含有紋波電流的工作條件時(shí)，上述方法不一定適用，這時(shí)應(yīng)將紋波電流的效應(yīng)考慮在應(yīng)用條件中?？紤]紋波電流時(shí)的壽命推算方法鋁電解電容器的發(fā)熱由于內(nèi)部等效串連電阻位5口)引起，其產(chǎn)生的損耗為：其中I和R(ESR)分別為：紋波電流(A)和等效串聯(lián)電阻(Q)。由于發(fā)熱引起的溫升為：其中△「I、A、R(ESR)、H分別為：電容器中心的溫升(0C)、紋波電流(A)、電容器的表面積(cm2)、ESR(Q)、散熱系數(shù){(s)x10-3W/(cm2x0C)}o公式()表示了電容器的溫度上升與紋波電流的平方以及等效串聯(lián)電阻ESR成正比，與電容器的表面積成反比，因此，紋波電流的大小決定著產(chǎn)生熱量的大小，且影響其使用壽命，電容器的類型以及使用條件影響著AT值的大小，一般情況下，ATGoCo鋁電解電容的溫度測(cè)試溫占溫占利用測(cè)試結(jié)果，并考慮到環(huán)境溫度和紋波電流時(shí)的壽命公式:其中，L、L0、K、T0、T.AT分別為：實(shí)際使用壽命、直流工作電壓下的使用壽命、紋波電流系數(shù)（實(shí)際紋波電流有效值與額定紋波電流有效值之比，K=2時(shí)，紋波電流在允許的范圍內(nèi)，K=4時(shí)為超過(guò)紋波電流范圍）、最高使用溫度、工作溫度、中心溫升。電容器工作在額定的紋波電流和上限溫度時(shí)，電容器可通過(guò)轉(zhuǎn)化（）式得到，如下：其中，L0、AT0分別為：工作在額定紋波電流和最高工作溫度下的壽命（小時(shí)）、最高工作溫度下的電容器中心容許溫升實(shí)際上式（）和式（）所表述的是在測(cè)試到電容器殼的溫度后所得，而并不知道紋波電流的大小，如果知道紋波電流的大小，可以將式（）改為：其中，I0、I分別為：最高工作溫度下的額定紋波電流（A）：實(shí)際的紋波電流（A）。問(wèn)題按照式（）存在的問(wèn)題就是散熱系數(shù)的確定，生產(chǎn)廠商不給出用戶就無(wú)法精確計(jì)算，如果粗略估算將會(huì)產(chǎn)生至少30%的偏差。由于直接測(cè)量電容器的內(nèi)部溫升存在著困難，可以利用下表列出表明溫度和芯片溫度的換算關(guān)系。鋁電解電容器芯包與外殼溫度的關(guān)系直徑（nuriJ*101之5月」1S253035中心俵面1112125131.4161.65問(wèn)題以上的壽命的推算公式，原則上適用于周圍環(huán)境溫度為+400C到最高工作溫度范圍內(nèi)，但由于封口材料的老化等因素，實(shí)際的推算壽命時(shí)間一般最大為15年。式到式的表述與計(jì)算均非常麻煩，而且由于測(cè)試以及個(gè)體電容器的導(dǎo)熱差異而使推算結(jié)果很不準(zhǔn)確，僅能作為近似估計(jì)值。問(wèn)題如果想得到比較準(zhǔn)確的推算結(jié)果，最好的方法是利用電容器生產(chǎn)廠商所給的溫度壽命曲線。比較負(fù)責(zé)的國(guó)外鋁電解電容器廠商均給出鋁電解電容器壽命與環(huán)境溫度及紋波電流的關(guān)系曲線。根據(jù)ESR、熱阻、紋波電流推算壽命EPCOS的B43550規(guī)格的鋁電解電容器與溫度、紋波電流的關(guān)系①例1②例2③例3④例4禁止工作區(qū),405060①例1②例2③例3④例4禁止工作區(qū),405060 70②3050 100T：110一二EPCOS的每一個(gè)系列鋁電解電容器均帶有溫度、紋波電流與壽命關(guān)系曲線RIFA的壽命推算方法根據(jù)功率損耗、熱阻、實(shí)際的ESR推算壽命為計(jì)算鋁電解電容器的工作壽命（LOP），必須知道：工作電壓（Uapplied），流過(guò)鋁電解電容器的紋波電流的有效值（IRMS）環(huán)境溫度（Ta）

熱阻（Rth熱阻（Rth）相關(guān)公式+七上日第,尺加=42==42=推算方法首先，在ESR矩陣中，查出不同頻率及芯包溫度（Th）時(shí)對(duì)應(yīng)的“ESR”值，然后計(jì)算出紋波電流IRMS流過(guò)鋁電解電容器時(shí)產(chǎn)生的“功率損耗（PLOSS）"。若IRMS由多次諧波構(gòu)成，則需計(jì)算每次諧波產(chǎn)生的功率損耗并依次相加。電容繞組芯包至環(huán)境溫度的“熱阻值”可以在“熱阻矩陣”查出，由此可以計(jì)算出實(shí)際“芯包溫度（Th）“，若此實(shí)際值與先前選取ESR值時(shí)的假設(shè)值Th不符，則需修正假設(shè)，重新查出ESR值，重復(fù)迭代計(jì)算，直至結(jié)果吻合。這種推算是最準(zhǔn)確的！需要的條件:電容器的熱阻參數(shù)ESR參數(shù)不同廠商的鋁電解電容器的熱阻是不同的！四、開(kāi)關(guān)電源中的鋁電解電容器1、輸入整流濾波2、輸入旁路3、輸出整流濾波（一）、輸入整流濾波電容器的作用1、平滑整流后電壓，需要足夠的電容量、吸收來(lái)自于整流輸出的紋波電流2、平滑并支撐PFC輸出電壓3、為后面的逆變器提供低阻抗，旁路來(lái)自于逆變器高頻紋波電流（二）、輸入整流濾波電容器需要多高耐壓？85s264V交流輸入對(duì)應(yīng)最高整流輸出電壓約370V可以選擇耐壓為400V的鋁電解電容器。帶有PFC的整流濾波輸出電壓380s420V,可以選擇耐壓為450V的鋁電解電容器。為什么不能用400V耐壓的鋁電解電容器？主要考慮的是高溫下在額定電壓或高于額定電壓盡管鋁電解電容器可以工作，不會(huì)擊穿，但是由于在高溫下漏電流的高幅值漏電流會(huì)明顯縮短電解電容器的壽命。（三）工頻輸入整流濾波電容器的選擇從整流濾波角度考慮濾波電容器整流濾波所需要的電容量；對(duì)于一般的開(kāi)關(guān)電源對(duì)整流輸出電壓紋波電壓要求考慮：220V交流輸入條件下，需要濾波電容器為1Uf/W；85s264V交流輸入條件下，需要濾波電容器為3uF/W。差一頁(yè)內(nèi)容濾波電容器吸收的紋波電流對(duì)于電容輸入式濾波，濾波電容器吸收的紋波電流有效值大約為整流輸出平均值的2s3倍！大約為15s20mA/W。不同的電路拓?fù)渌a(chǎn)生的開(kāi)關(guān)頻率的紋波電流是不一樣的。反激式開(kāi)關(guān)電源約為12mA/W；單管正激式開(kāi)關(guān)電源約為10mA/W；橋式、推挽式開(kāi)關(guān)電源約為7mA/W。電解電容器能夠承受的紋波電流一個(gè)400V/100UF爪式引腳電解電容器允許流過(guò)的紋波電流在s左右，其額定紋波電流承受值僅能滿足60W以下的開(kāi)關(guān)電源的濾波要求；一個(gè)400V/470uF爪式引腳電解電容器允許流過(guò)的紋波電流在左右，僅能滿足150W以下的開(kāi)關(guān)電源的濾波要求。對(duì)于220V輸入電壓等級(jí)，按1uF/W的選擇將不能滿足電容器所能承受的紋波電流要求，至少要達(dá)到3uF/W。也可以采用多只小容量電容器并聯(lián)來(lái)滿足紋波電流要求。例如3只400V/100uF爪式引腳電解電容器的紋波電流承受能力將比400V/470UF爪式引腳電解電容器大。（四）DC/DC變換器輸入旁路電容器作用（五）輸出整流濾波電容器需要注意的問(wèn)題輸出整流濾波電容器對(duì)輸出濾波電容器的基本要求：1、在不太高的開(kāi)關(guān)頻率時(shí)，為了濾除開(kāi)關(guān)頻率下的紋波電壓/紋波電流，需要考慮足夠的電容量，這時(shí)只能選擇電解電容器；2、為了濾除更高頻率的紋波電壓/紋波電流，要求輸出整流濾波電容器應(yīng)具有盡可能低的ESR、ESL。常規(guī)電解電容器存在的問(wèn)題低ESR鋁電解電容器的提出：常規(guī)鋁電解電容器的ESR太高，以1000uF/16V鋁電解電容器為例，其ESR大約為Q,在50KHz時(shí)的容抗為Q,遠(yuǎn)低于ESR值，從濾除交流成分角度考慮，電解電容器已經(jīng)成為“電阻”，決定濾波效果將不再是電容量而是ESR!針對(duì)上面問(wèn)題，低ESR鋁電解電容器和鉭電解電容器問(wèn)世。低ESR鋁電解電容器低ESR鋁電解電容器的ESR可以比常規(guī)鋁電解電容器低一個(gè)數(shù)量級(jí)，因而濾波效果可以改善一個(gè)數(shù)量級(jí)；

低ESR鋁電解電容器同樣存在壽命問(wèn)題特別是高溫條件下壽命更短的問(wèn)題。輸出濾波電容器與電路拓?fù)涞年P(guān)系1、反激式開(kāi)關(guān)電源的輸出濾波電容器輸出濾波電容器的電流波形相關(guān)公式流過(guò)輸出整流器的峰值電流與平均值電流的關(guān)系：流過(guò)輸出整流器的有效值電流與峰值電流的關(guān)系：流過(guò)整流器的有效值電流與平均值電流的關(guān)系：2片置普性手2片置普性手輸出整流器的最大導(dǎo)通占空比約為輸出整流器的電流峰值與輸出平均值電流之間的關(guān)系&四=2■—=2x—=41GD0.5有效值電流與輸出電流平均值的關(guān)系為：Awtoj= ,hecM=J'」,heeM=&也1*0設(shè)計(jì)實(shí)例與分析某反激式開(kāi)關(guān)電源的技術(shù)參數(shù)為：電路圖拓?fù)洌悍醇な?；輸入電壓?5s264VAC；工作頻率：65KHz；輸出：12V/5A,?紋波電壓：50mV；CLC濾波。第一級(jí)濾波電容器的選擇對(duì)于輸出電流5A對(duì)應(yīng)的峰值電流為20A、有效值電流為，其中大部分流入濾波電容器。按最高溫度的紋波電流2倍選用電容器，濾波電容器的紋波電流之和至少要7A。25V/1000uF低ESR鋁電解電容器的額定紋波電流約為1A，需要7只并聯(lián)。如果非要5只并聯(lián)甚至4只并聯(lián)，也是可以運(yùn)行的，但是不具有長(zhǎng)期可靠性。250C溫度下，25V/1000uF低ESR鋁電解電容器的ESR約為Q。7只并聯(lián)對(duì)應(yīng)的ESR為129mQ、5只并聯(lián)為180mQ、4只并聯(lián)為225mQ。由電流變化在ESR上產(chǎn)生的峰值電壓分別為、、。除此之外，濾波電容器的ESL還會(huì)在整流二極管開(kāi)通時(shí)由于電流的躍變而產(chǎn)生感生電勢(shì)，這個(gè)感生電勢(shì)同樣會(huì)加到濾波電容器上，因此，濾波電容器上的峰值電壓將不只是上述的、、。電壓波形如圖第二級(jí)LC低通濾波器的設(shè)計(jì)與參數(shù)選擇第二級(jí)需要考慮的是如何將不能滿足要求紋波電壓經(jīng)過(guò)LC濾波使其滿足要求。通常濾波電感可以選擇30s100uH,輸出濾波電容器不僅要考慮輸出紋波電壓是否可以滿足要求，還要考慮擬制負(fù)載電流的變化，在這里可以選擇1000uF/25V。2、正激式開(kāi)關(guān)電源的輸出濾波電容器

包括單端正激開(kāi)關(guān)電源和橋式、推挽式開(kāi)關(guān)電源。單端正激開(kāi)關(guān)電源由于是電感輸入式濾波方式，流入濾波電容器的電流遠(yuǎn)小于反激式開(kāi)關(guān)電源。在開(kāi)關(guān)頻率為50KHz或以下時(shí)，可以按每輸出1A電流470s1000UF考慮。更高的頻率時(shí)，主要考慮的是輸出濾波電容器能否滿足對(duì)紋波電壓和尖峰電壓的要求。這時(shí)濾波電容器的ESR將成為更主要的參數(shù)。4、各類鋁電解電容器可以承受的紋波電流國(guó)產(chǎn)CD110型鋁電解電容器的ESR、紋波電流定壓VF237

額定壓VF237

額12.J.4.額定電壓(V)6310162535506310016(1200C1uFmAmAmAmAmAmAmAmAmAmA~2202002402643492144434706207838823和2%29?3835104435%71t)76?IOH(I4703324174575455428879001000100034665。79199&AM140013121381)2200101010801350166D12102340330012501430169020302510281047001710178021002650299Q6800叫M2220258032901000024創(chuàng)2711()31的15(MJ02860310022(N)O3Mo國(guó)產(chǎn)低阻抗、高紋波電流引線式鋁電解電容器的ESR與紋波電流C6.3(V)10(V)16(V)25CV)uFESR(G)(mA)ESR(翼)(mA)ESR(d)(mA)ESR(fl)(mA)332.5105131051.5120IS120471.5120L5121)L2130L213。innL21301.213。D.58220O.SS22112200.871800582200472900.393153500.582200472650J93151123500470fl.39315OS9315*235000.186151(100023son(MH6150J28250.090105。22000.09510M0.090I05?0.0681S000.0561741)330(1。則105IJ(MI5K1300(H償61741F044m2iin47000.06】1670(10561740(HklS21100J?362580681)。。4561740004521100,0362580inooo0.04521100.0362580150000436258fl

C.■35(V)5。1V)63(V)100(V)UFESR(Q)(mA)ESR(Q)(mA)ESRl0)(mA)ESR(Q)(mA)101.XIH52,7m3小953JIKI221.51201.91252.11301.416533L51301.11951.7160D.94305470.5K221)也如245L2305也6K32111000.393150.503850.653950.285852200.235(H)(k27型｝S032SOS?,I6112033。0.186150J86750,22翁00.1312904700.US25(M2895業(yè)16850(Ml135010000,06815000J761495。胸143ft22M0.04521100,050219033M0.036258U某型號(hào)國(guó)產(chǎn)插腳式鋁電解電容器額定電壓(V)I1602(H)2503153504004501電容量AAAAAAA33(山D0.25391)4270*28470.231).31仇31560321).34().36680390320.34038038820450.400.460.44UK)心1IUK0.380.45也530.50120也S30.530.520.480.52機(jī)550581500,570,550,550?560,590.630.66ISO0.600370.640,630.680,720,742200.630.70056以7205SIk”0.88

壓355063㈱由。I6(?2。。 25Q3153列 綱用450(V)電容量AAAAAAAAAAA270pFU.76。與30.880^10.940.980.9933。0.60iM出96 L?l0W2!J)51.12]J53900.710.971.06 1.13L(M1.18L271.28470n.65仇78LM1.171,291.15L261.335600.801JH1,加1391451,341.396800-83084L191.44L5?L71820O.W1.091.331.6314耳L941WO.H7k.101.291,56L892J12.2012001.021,20L4SL7621623815000,801J11.411.702MX612.761800。對(duì)41.34LS2L912292N7額定電壓(V)1?1625355。6380100電容量AAAAAAA2200mF0.981.041*52L852*22252271101.081.291.772.102.5(}2.6833加L06L291.542,022J32.692.S73900125L3iL772.272.9432.54700。物1.3S1.552.012,432.823.44366561)01.16L441.772.25252X223.7268U01J1L662,022J93.IH3前1N2IH)1J61.672.27xso3.36鼻斗410U001.652.1)82.563.043.7912靠岫LS52362.793期4.061皿1小，1，―?而4K3JUi

額定電壓(V)10162535電容量以FAAAA180002.403.063.524.40220002J93,463.92270003.013.384.72330003/34333W003*784.964700加4W85.495MHHI5#6某型號(hào)國(guó)產(chǎn)螺栓式鋁電解電容器勘定電壓(V)1H)1刷20Q25035口4(K?4505川1A4AAAAAtun3&13^4N3.4N12003M3.腔4.2212.515003.224.624*7。5.0714.31800L￥3,52S.145.155.N5I4A16.42200243.924則5.706.44i456.29I7J1*02700234.704,447J4?9619.27.4?IM.721.3

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甑定電壓 10(V)16253550638010。160200AAAAAAAA330(冷 435由5.97.2S.2艮410.5IL923.725.5390004.75.96.77.3819.512.013.427.9470005.26.47.78.79311313,6I4J5mo札?7金7.9乩61(1^】工再14,316.0680(H) 6.78,4949方12.012.7154IOS2t)(W7,7S310,411.613.714.517520.5100000 ￡89與10.313.314.716.720.524.0120000 10.010.911.714.S16.718.9224150000 10.811.314.114919322.426.5額定電壓(V) ■101625355063AAAAAA2200(101E215316.120M2L426.227WW12.S17.61&620324.6331XW15J16.821.92353900TO173IS322.0264447000016.721325.629.656000019,023.62796800002L727432.55、結(jié)論開(kāi)關(guān)電源輸出濾波電容器首先需要考慮電路拓?fù)渑c流過(guò)電容器紋波電流的關(guān)系；濾波電容器必須能夠承受紋波電流；濾波電容器的ESR決定濾波效果。五、鋁電解電容器的失效鋁電解電容器失效模式及其失效因素。鋁電解電容器正級(jí)、負(fù)極引出電極和外殼都是高純鋁，鋁電解電容器的介質(zhì)是在正極表面形成的三氧化二鋁膜，真正的負(fù)極是電解液，工作時(shí)相當(dāng)一個(gè)電解槽，只不過(guò)正極表面的陽(yáng)極氧化層已經(jīng)形成，不再發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，理論上電流為零，由于電極與電解液雜質(zhì)的存在，會(huì)引起微小的漏電流。從現(xiàn)象上看，鋁電解電容器常見(jiàn)的失效現(xiàn)象與失效模式有：電解液干涸、壓力釋放裝置動(dòng)作、短路、開(kāi)路（無(wú)電容量）、漏電流過(guò)大等。鋁電解電容器應(yīng)用環(huán)境如果鋁電解電容器在質(zhì)量上沒(méi)有問(wèn)題，失效問(wèn)題的出現(xiàn)就是出現(xiàn)在應(yīng)用環(huán)境中。鋁電解電容器設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境主要有：環(huán)境溫度、散熱方式、電壓、電流參數(shù)等。對(duì)電容器的應(yīng)用者而言，短路、開(kāi)路屬于“災(zāi)難性的失效”，或曰“致命的失效”，使其完喪失了電容器的功能。其他幾類失效模式（即由第二類因素造成的失效），一般歸為“劣化失效”，或曰“耗盡失效”。耗盡失效（1）通常電解電容器壽命的終了評(píng)判依據(jù)是電容量下降到額定（初始值）的80%以下。由于早期鋁電解電容器的電解液充盈，鋁電解電容器的電容量在工作早期緩慢下降。隨著負(fù)荷過(guò)程中工作電解液不斷修補(bǔ)被雜質(zhì)損傷的陽(yáng)極氧化膜所致電解液逐漸減少。到使用后期，由于電解液揮發(fā)而減少，粘稠度增大的電解液就難遇充分接觸經(jīng)腐蝕處理的粗糙的鋁箔表面上的氧化膜層，這樣就使鋁電解電容器的極板有效面積減小，即陽(yáng)極、陰極鋁箔容量減少，引起電容量急劇下降。因此，可以認(rèn)為鋁電解電容器的容量降低是由于電解液揮發(fā)造成。而造成電解液的揮發(fā)的最主要的原因就是高溫環(huán)境或發(fā)熱。耗盡失效（2）由于應(yīng)用條件使鋁電解電容器發(fā)熱的原因是鋁電解電容器工作在整流濾波（包括開(kāi)關(guān)電源輸出的高頻整流濾波）、功率電爐的電源旁路時(shí)的紋波（或稱脈動(dòng)）電流流過(guò)鋁電解電容器，在鋁電容器的ESR產(chǎn)生損耗并轉(zhuǎn)變成熱使其發(fā)熱。當(dāng)鋁電解電容器電解液蒸發(fā)較多、溶液變稠時(shí)，電阻率因粘稠度增大而上升，使工作電解質(zhì)的等效串聯(lián)電阻增大，導(dǎo)致電容器損耗明顯上升，損耗角增大。例如對(duì)于105度工作溫度的電解電容器，其最大芯包溫度高于125度時(shí)，電解液粘稠串聯(lián)電阻會(huì)產(chǎn)生更大熱量，造成電解液的更大揮發(fā)。如此循環(huán)往復(fù)，鋁電解電容器容量急劇下降，甚至?xí)斐杀?。耗盡失效（3）漏電流增加往往導(dǎo)致鋁電解電容器失效。應(yīng)用電壓過(guò)高和溫度過(guò)高都會(huì)引起漏電流的增加壓力釋放裝置動(dòng)作為了防止鋁電解電容器中電解液由于內(nèi)部高溫沸騰的氣體或電化學(xué)過(guò)程而產(chǎn)生的氣體而引起內(nèi)部高氣壓造成鋁電解電容器的爆炸。為了消除鋁電解電容器的爆炸，直徑8毫米以上的鋁電解電容器均設(shè)置了壓力釋放裝置，這些壓力釋放

的壓力釋放裝置的動(dòng)作，鋁電解電容器即宣告失效。鋁電解電容器壓力釋放裝置電化學(xué)過(guò)程導(dǎo)致壓力釋放裝置動(dòng)作鋁電解電容器的漏電流就是電化學(xué)過(guò)程，前面已經(jīng)詳盡論述，不再贅述。電化學(xué)過(guò)程將產(chǎn)生氣體，這些氣體的聚集將造成鋁電解電容器的內(nèi)部氣壓上升，最終達(dá)到壓力釋放裝置動(dòng)作泄壓。溫度過(guò)高導(dǎo)致壓力釋放裝置動(dòng)作鋁電解電容器溫度過(guò)高可能是環(huán)境溫度過(guò)高，如鋁電解電容器附件有發(fā)熱元件或整個(gè)電子裝置就出處在高溫環(huán)境；鋁電解電容器溫度過(guò)高的第二個(gè)原因是芯包溫度過(guò)高。鋁電解電容器芯包溫度過(guò)高的根本原因是鋁電解電容器流過(guò)過(guò)高的紋波電流。過(guò)高的紋波電流在鋁電解電容器的ESR中產(chǎn)生過(guò)度的損耗而產(chǎn)生過(guò)度的發(fā)熱使電解液沸騰產(chǎn)生大量氣體使鋁電解電容內(nèi)部壓力急劇升高時(shí)壓力釋放裝置動(dòng)作。瞬時(shí)超溫通常鋁電解電容器的芯包核心溫度每降低100C，其壽命將增大到原來(lái)的一倍。這個(gè)核心大致位于電容器的中心，是電容器內(nèi)部最熱的點(diǎn)?？墒?，當(dāng)電容器升溫接近其最大允許溫度時(shí)，對(duì)于大多數(shù)型號(hào)電容器在1250c時(shí)，其電解液要受到電容器芯包的排擠（driven），導(dǎo)致電容器的ESR增大到原來(lái)的10倍。在這種作用下，瞬時(shí)超溫或過(guò)電流可以使ESR永久性的增大，從而造成電容器失效。在高溫和大紋波電流的應(yīng)用中特別要警惕瞬時(shí)超溫發(fā)生的可能，還要額外注意鋁電解電容器的冷卻。瞬時(shí)過(guò)電壓的產(chǎn)生上電沖擊上電過(guò)程中，由于濾波電感釋放儲(chǔ)能到濾波電容器中，導(dǎo)致濾波電容器的過(guò)瞬時(shí)過(guò)電壓。上電過(guò)電壓示意圖電容過(guò)電壓失效的防范電容器在過(guò)壓狀態(tài)下容易被擊穿，而實(shí)際應(yīng)用中的瞬時(shí)高電壓是經(jīng)常出現(xiàn)的。選擇承受瞬時(shí)過(guò)電壓性能好的鋁電解電容器，RIFA有的鋁電解電容器就給出了瞬時(shí)過(guò)電壓值參數(shù)。六、購(gòu)買鋁電解電容器需要注意的問(wèn)題防范質(zhì)量陷進(jìn)！不要應(yīng)用來(lái)路不明的鋁電解電容器（1）為什么不要應(yīng)用來(lái)路不明的鋁電解電容器？最根本的原因是我國(guó)的電子元件市場(chǎng)曾經(jīng)歷過(guò)拆機(jī)件、水貨、假貨充斥市場(chǎng)情況。隨著時(shí)代的發(fā)展，這種現(xiàn)象越來(lái)越少。但是需要注意的是，半導(dǎo)體器件是尚可用拆機(jī)件，而鋁電解電容器絕不能應(yīng)用拆機(jī)件！原因是鋁電解電容器的壽命在各類電子元件中壽命是最短的。國(guó)外報(bào)廢的電子產(chǎn)品的拆機(jī)件中，鋁電解電容器的剩余壽命是最少的。如果僅僅是做實(shí)驗(yàn)還能勉強(qiáng)，如果試作產(chǎn)品，其結(jié)果是可想而知的。差一頁(yè)不要應(yīng)用來(lái)路不明的鋁電解電容器（2）套膜是偽劣鋁電解電容器“翻新”的常用手法。通常將買來(lái)的鋁電解電容器套上升兩檔標(biāo)注額定電壓的新套膜熱縮管，其印刷水平可以以假亂真。由于鋁電解電容器的浪涌電壓是額定電壓的倍，對(duì)于350V耐壓的鋁電解電容器的浪涌電壓為402V,高于220V+20%對(duì)應(yīng)的整流峰值電壓370V:而對(duì)于300V額定電壓的鋁電解電容器的浪涌電壓為345V，可以滿足243V交流有效值輸入電壓。如果用額定電壓300V的陽(yáng)極箔替代額定電壓400V的陽(yáng)極箔將會(huì)大大降低鋁電解電容器的成本。有的鋁電解電容器生產(chǎn)廠商就是采用這種“偷電壓”的方法降低生產(chǎn)成本。偷“電壓”的后果在一般的應(yīng)用中，為了避免過(guò)大的漏電流，延長(zhǎng)鋁電解電容器的壽命，通常要降低鋁電解電容器的使用電壓，一般取以下。如果選用了偷“電壓”的鋁電解電容器就將已經(jīng)留出的電壓富余量喪失殆盡，甚至可能使工作電壓超過(guò)額定電壓，這就使漏電流大大增加，從而大大的減少了鋁電解電容器的壽命。拆機(jī)件拆機(jī)件通常是國(guó)外報(bào)廢的電子設(shè)備上的元件，如果的拆的精心，多數(shù)器件經(jīng)過(guò)篩選在一般性能上看還是可以用的。唯有鋁電解電容器是絕對(duì)不能用的。其原因是，鋁電解電容器的壽命相對(duì)而言太短了，在額定溫度下僅1000s4000小時(shí)，盡管大多數(shù)鋁電解電容器生產(chǎn)廠商宣稱在400C可以用10年甚至幾十年，但是應(yīng)用環(huán)境是