前言

記得剛畢業(yè)的時(shí)候，一般電子元器件，比如電阻，MLCC這些器件規(guī)格書中都不會(huì)標(biāo)示器件的壽命，但是打開電解電容的規(guī)格書一看，里面寫了電解電容的壽命，有1000小時(shí)的，2000小時(shí)的，6000小時(shí)的，當(dāng)時(shí)就覺得好奇，2000小時(shí)換算成天數(shù)也就83天，什么產(chǎn)品壽命這么短，用83天就報(bào)廢了？現(xiàn)在想來，有些好笑呀。接下來就聊聊什么是電解電容的使用壽命，以及如何正確的理解，計(jì)算電解電容的使用壽命吧。

電解電容的使用壽命的定義

首先什么是電解電容的使用壽命呢？超過了電解電容的使用壽命會(huì)發(fā)生什么呢？有些人會(huì)覺得超過電解電容使用壽命電解電容是不是會(huì)開路，短路什么爆炸呀？這你就想多了，電解電容在正常使用期間，其電容值，損耗角（關(guān)于損耗角不理解的可以看這篇文章：手把手教你基于規(guī)格書計(jì)算電解電容不同頻率下的ESR參數(shù)，有詳細(xì)的計(jì)算步驟），漏電流會(huì)隨著時(shí)間增加發(fā)生變化，當(dāng)電容值，損耗角，漏電流與初始額定值相比發(fā)生的變化量均未超過一定范圍時(shí)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的電解電容已經(jīng)工作了的時(shí)間就認(rèn)為是電解電容的壽命。

比如下面這款電解電容，有5種壽命類型，以2000hrs的壽命類型為例，這意味著這款電容在額定電壓以及125℃溫度下，其電容容值相對(duì)于其額定值變化量不超過30%，損耗角相對(duì)于其額定值變化量不超過300%，漏電流不超過其初始值，如果電解電容在連續(xù)工作2000hrs仍能滿足這些條件，就認(rèn)為壽命是2000hrs，當(dāng)然了這里說的滿足是批量性的滿足，意味著2000hrs類型的電容都能滿足這些條件。

電解電容的使用壽命的計(jì)算

1.電解電容器的壽命計(jì)算的理論依據(jù)是Arrhenius方程，通過這個(gè)方程我們可以看出影響電解電容壽命的因素：電容自身的材料，溫度等影響。

2.基于Arrhenius方程，推導(dǎo)得到了電解電容的壽命估算公式：L=Lr×KT×KR×KV

Lr為電容供應(yīng)商能夠保證的基本時(shí)間

KT為溫度影響因子；

KR為紋波電流影響因子；

KV為工作電壓影響因子（不同廠家，這個(gè)值是不一樣的，具體需要和廠家確認(rèn)，所以此處我們暫不考慮）

從而得到以下的公式：

T0:電容額定最大工作溫度（電解電容規(guī)格書中有）

T：電容實(shí)際工作溫度（可以按產(chǎn)品的實(shí)際最大環(huán)境溫度評(píng)估）

K:紋波加速系數(shù)，一般取2

I:實(shí)際紋波電流（開關(guān)電源的話有對(duì)應(yīng)的紋波電流計(jì)算公式）

I0：額定紋波電流（電解電容規(guī)格書中有）

ΔT0：表示電容允許的額定紋波電流下導(dǎo)致的電容溫升（電解電容規(guī)格書中有）

3.上面的電解電容估算公式過于復(fù)雜，如果電解電容沒有用在開關(guān)電源等會(huì)導(dǎo)致電解電容中出現(xiàn)較大紋波電流的電路中，那可以使用下面的簡化公式：

大家實(shí)在不想自己算的，可以在線計(jì)算，這里推薦一個(gè)比較好用的電解電容壽命在線計(jì)算網(wǎng)站：公眾號(hào)內(nèi)回復(fù)以下關(guān)鍵詞即可獲取網(wǎng)址：電解電容壽命

實(shí)例分析

舉個(gè)例子，例如某電解電容在最大溫度為105℃時(shí)，壽命為2000小時(shí)。根據(jù)計(jì)算公式，如果電解電容實(shí)際工作的最大溫度是60℃，可以計(jì)算出其工作壽命是：

2000*2^(105-60)/10≈45254H≈1885天≈5年

但是事實(shí)上我們?cè)谶M(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候一般是基于產(chǎn)品的使用壽命進(jìn)行電解電容選型，比如我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)壽命是3年，也就是26280小時(shí)，我們就可以通過以上公式計(jì)算出電解電容的最大允許溫升：10*log2(26280/2000)=37.3℃，

如果電解電容的最大額定溫度為105℃，那么電解電容的實(shí)際工作溫度不能超過105℃-37.3℃=67.7。