螺栓鋁電解電容使用壽命計算公式

電解電容使用壽命（也定義做服務壽命及工作壽命）指鋁電解電容器不超過指定失效率時可達到的壽命。總失效或著失效預期變量構成了使用壽命終期。

依賴于電路設計，由于參數變量導致的裝置故障并不一定意味著設備故障。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。使用壽命有關數據來自于業內使用經驗以及加速試驗。

在低于額定值的負載下（比如較低的工作電壓、電流及環境溫度）運行電容器以及采用適當的散熱措施均可延長使用壽命。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權的電解液配方）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，即芯子中產生的熱量經由殼體和自然對流方式消散。可以使用散熱器，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，凱琦佳設計了一款經特別優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力。

殼體底部邊緣設有額外的槽，可用于環形夾的安裝（推薦附件FKJ01…~FKC03）。環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（T_case-T_A）以及恒定紋波電流下的負載情況，然后從強制風冷系數△T*/△T計算出熱阻的相應減小及增加。依次，強制風冷系數可以用于決定紋波電流系數I_AC*/I_AC。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最大值的測量方法。

下圖所示為強制風冷系數對不同殼體尺寸紋波電流系數I_AC*/I_AC的影響（通過測量所得）。在該圖中，強制風冷（紋波電流負載：I_AC*）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：I_AC）下的鋁電解電容器的使用壽命。

下表為強制冷卻細數的典型值，可通過強制對留下相應的氣流速度獲取。

當使用比環境溫度低的冷卻液體（如水或油）時，強制冷卻系數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律便不再適用。在這些情況下，強制冷卻系數也是鋁電解電容本身功耗的函數。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。

? 3、電解電容使用壽命的計算

單獨的規格書中列出了上限類別溫度（+85℃、+105℃或 +125℃）下在100Hz頻率條件下的額定波紋電流I_AC,R。已知芯子溫度（也可通過波紋電流負載、環境溫度以及風速等參數來間接測算芯子溫度 ）及工作電壓下的使用壽命取決于以下使用壽命公式：