|
|
|
|
|
|
|
|
江海鋁電解電容器與其他電容器相比，因損失比較大，紋波電流會
引起內部發熱。紋波電流引起的內部發熱會隨着溫度的上升而增大,
而給壽命帶來很大的影響。
因此每個制品都設定有額定的紋波電流。
5-3-1 紋波電流和發熱
施加紋波電流時的消耗電力如下列公式。
W ＝ IR
2
R ＋ VIL ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (9)
W ：內部的消耗電力
IR ：紋波電流
V ：施加電壓
IL ：漏電流
漏電流I L 在 使用溫度時是20℃時的5～10倍，因IR ＞ IL ，
所以公式為 (10)
W ≒ IR
2
R ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (10)
用公式 (11) 來求達到平衡發熱和放熱溫度的條件。
β ：放熱常數
A ：鋁殼表面積
ΔT ：根據紋波電流的自我溫升 (℃)
A ＝ π
D (D＋ 4L) 4
D ：鋁殼的直徑
L ：鋁殼的高度
自我溫升ΔT 公式 (12)
紋波電流為120Hz的情況下，自我溫升由公式 (12) 轉化為公式 (13)
ΔT ＝
IR
2
R
βA ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (12)
IR
2
R ＝βAΔT ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (11)
ΔT ＝ ＝ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (13) βA βAωC
IR
2 IR
2
R tanδ
正確使用鋁電解電容器的方法
R ：內部電阻 (等效串聯電阻)
tanδ ：120Hz下的的損失角正切值
ω ：2πf (f為120Hz)
C ：120Hz下的靜電容量 (F)
根據紋波電流可用公式14來算出大概的自我溫升ΔT
ΔT ＝ (Ix/Io)
2 ×ΔTo ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (14)
Io ：在工作上限溫度時的用頻率係數修正后的
額定紋波電流 (Arms)
Ix ：實際使用時的紋波電流 (Arms)
ΔTo ：疊加額定紋波電流時的自我溫升 (℃)
自我溫升因系列而異,請另行咨詢
雖然有一些系列降低週圍溫度可以施加超過額定的紋波電流，
但自我溫升△T升高的話，壽命就會變短。△T在各種週圍溫度下都
有其規定界限值，請在使用中不要超過其界限值。另外、素子中心溫
度的界限值為『Tx+△T界限值』
下表是各週圍溫度下的ΔT 界限值的例子
ΔT 界限值因系列而異，請另行咨詢。
85℃以下
15℃
105℃
5℃
週圍溫度
ΔT界限值
R＝
tanδ
ωC 在此
5-3-2 紋波電流與頻率
W ＝ If1
2
Rf1 ＋ If2
2
Rf2 ＋⋯⋯Ifn
2
Rfn ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (15)
W ：消費電力
If1、If2、⋯Ifn：f1、f2、⋯、fn 各個頻率下的紋波電流值
(Arms)
Rf1、Rf2、⋯Rfn：f1、f2、⋯、fn 各個頻率下的等效串聯
電阻 (Ω)
各頻率下面的頻率修正係數用Ffn 表示、用fo來作為紋波電流
基準下的頻率的話，因Rfn =Rfo/Ffn
2
、所以各頻率下的紋波電流可用
公式 (16) 來換算。
Ifo＝ (If1/Ff1)
2
+(If2/Ff2)
2
+⋯⋯(Ifn/Ffn)
2 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (16)
Ifo ：用基準頻率換算的紋波電流值 (Arms)
Ff1、Ff2、⋯Ffn ：f1、f2、⋯fn 各個頻率下的頻率修正係數
5-3-3 壽命推算式
考慮過因週圍溫度和紋波電流使本身的溫度上升和施加電壓
的影響后的壽命推算公式一般用 (17) ～ (20) 表示。
通常，額定紋波電流值都是用120Hz或100KHz下的正弦波的有
效值來標準化的，但由於等效串聯電阻ESR具有頻率特性，所以根據
頻率的變化，可以允許的紋波電流值會有改變。就像開關電源，鋁電
解電容器內有商用電源頻率成分和開關頻率成分的情況下，內部消
耗電力用下列公式 (15) 表示。
因等效串聯電阻會隨溫度而變化、β會隨基板安裝環境而變化，
所以推薦用熱電偶實測的方法來求到正確的ΔT值。
● 貼片型、引線型：按加載額定電壓規定耐久性時
●貼片型、引線型：按疊加額定紋波電流規定耐久性時
●基板自立型、螺絲端子型
Lo ：工作溫度為 ，施加額定電壓時的規定壽命
（小時）
Lr ：工作溫度為 ，疊加額定紋波電流時的規定
壽命（小時）
Lx ：在實際使用條件中推算的壽命 （小時）
To ：制品的工作上限溫度 （℃）
Tx ：實際使用時的環境溫度 （℃）
40℃以下的時候，在推算壽命的時候請按40℃
來推算
ΔT ：疊加紋波電流時的自我溫升 （℃）
※ΔTo ：疊加額定紋波電流時的自我溫升 （℃）
※Kt ：週圍溫度加速的修正係數
※Kv ：電壓降額係數 （基本自立型＜160Vdc、螺絲端子型
＜350Vdc時為1）
關於※項目的相關內容請另行咨詢。
Lx= Lo×2 ×2 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（17） To-Tx
10 -ΔT
5
Lx= Lr×2
To-Tx
10 ×2
ΔTo
5
-ΔT ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（18）
Lx= Lr×2 ×2 ×Kv ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（19） Kt (To-Tx) 10 ΔTo-ΔT A
關於上限溫度為125℃以上產品的壽命計算式，請與弊司聯繫。
對象系列 ：MXB、MHS、MVH、MHL、MHB、MHJ、MHK、GPA、
GVA、GXF、GXE、GXL、GPD、GVD、GQB、GXA
請注意推算出來的結果並不是保証值。
在對設備進行壽命設計的時候，請檢討使用壽命充裕的電容器。
推定壽命計算結果超過 15 年的場合，按 15 年為上限。如果需
要推定壽命 15 年以上的產品，請與弊司聯繫。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
