螺栓鋁電解電容使用壽命計算公式

作者：admin 來源:不詳發(fā)布時間：2017-09-05 瀏覽：20

電解電容使用壽命（也定義做服務(wù)壽命及工作壽命）指鋁電解電容器不超過指定失效率時可達到的壽命?？偸Щ蛑ьA(yù)期變量構(gòu)成了使用壽命終期。

依賴于電路設(shè)計，由于參數(shù)變量導致的裝置故障并不一定意味著設(shè)備故障。這意味著鋁電解電容器的實際壽命可能會長于給定使用壽命。使用壽命有關(guān)數(shù)據(jù)來自于業(yè)內(nèi)使用經(jīng)驗以及加速試驗。

在低于額定值的負載下（比如較低的工作電壓、電流及環(huán)境溫度）運行電容器以及采用適當?shù)纳岽胧┚裳娱L使用壽命。除標準系列外，凱琦佳還可照客戶特殊要求提供其它使用壽命級鋁電解電容器。

1、鋁電解電容負載條件

IEC基于以下條件定義了有液體電解液（凱琦佳擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的電解液配方）電容器的使用壽命：

--額定電壓

--額定紋波電流（疊加在直流電壓上的交流電壓峰值不能超過額定電壓）

--額定溫度

2、鋁電解電容的散熱

電解電容規(guī)格書中聲明的使用壽命是指自然散熱條件下的使用壽命，即芯子中產(chǎn)生的熱量經(jīng)由殼體和自然對流方式消散?？梢允褂蒙崞?，水冷及強制通風等額外散熱方法來提高容許紋波電流和/或延長使用壽命。相反，消弱散熱（如密集排列的電容組、熱絕緣封裝和真空層距離過近）則會減少使用壽命。

為降低芯子和殼體之間的熱阻，凱琦佳在其罐形電容器的繞組和殼體之間設(shè)置了一個熱橋。

a、使用散熱器的底部散熱

由于大部分熱量是通過殼體底部消散，在電容器底部安裝一個散熱器即為最有效的散熱方式。針對散熱片的安裝，凱琦佳設(shè)計了一款經(jīng)特別優(yōu)化的螺栓式高壓電容器，以確保殼體底部和散熱片之間更好地傳遞熱量。該特殊設(shè)計包含：兩個底部散熱墊。第一個墊（厚度0.5mm）緊貼底部未被絕緣套管覆蓋區(qū)域的氣隙，第二個（厚度0.2mm）確保底部電氣絕緣。

特別是當多個電容器裝在散熱器與母線排之間時，具有最小容差的電容器總長度l1（±0.35mm）可避免端子上不需要的機械應(yīng)力。

殼體底部邊緣設(shè)有額外的槽，可用于環(huán)形夾的安裝（推薦附件FKJ01…~FKC03）。環(huán)形夾確保了殼體和散熱器的連接。

b、強制風冷

當使用強制風冷時，必須謹記：安裝位置只能影響電容殼體與周圍空氣之間的熱阻。在自然對流時，上述熱阻大于電容芯子與殼體之間的熱阻。

該熱阻與溫差△T成比例。用戶可以測量正常情況下及強制風冷（△T*）情況下的溫差（Tcase-TA）以及恒定紋波電流下的負載情況，然后從強制風冷系數(shù)△T*/△T計算出熱阻的相應(yīng)減小及增加。依次，強制風冷系數(shù)可以用于決定紋波電流系數(shù)IAC*/IAC。后者是采用強制風冷但不減少使用壽命時紋波電流可實現(xiàn)最大值的測量方法。

下圖所示為強制風冷系數(shù)對不同殼體尺寸紋波電流系數(shù)IAC*/IAC的影響（通過測量所得）。在該圖中，強制風冷（紋波電流負載：IAC*）情況下的電容器使用壽命已換算為正常工作條件（紋波電流負載：IAC）下的鋁電解電容器的使用壽命。

圖形19.jpg

下表為強制冷卻細數(shù)的典型值，可通過強制對留下相應(yīng)的氣流速度獲取。

圖形20.jpg

當使用比環(huán)境溫度低的冷卻液體（如水或油）時，強制冷卻系數(shù)可減小至零甚至負值。由于這些媒介的導熱能力純熱阻用線性規(guī)律便不再適用。在這些情況下，強制冷卻系數(shù)也是鋁電解電容本身功耗的函數(shù)。如果使用這種制冷措施，必須計算最大可能熱負載。如果僅采用散熱器及強制對流，則無需考慮。