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《日科分享》电解电容漏液,电解电容使用寿命计算

日期: 2017-10-30
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传统的液态电容电介质为液态电解液,电解液的沸点在140-150度左右,在使用过程中,当温度超过电解液的沸点时,将导致电容内的电解液受热膨胀,最终电容鼓包漏液,也就是常说的“爆浆”。还有一种情况是,如果电源长期不通电,电解液和正箔产生水和反应,从而增大电解电容的漏电,减少电容的寿命,也可造成开机或通电时形成爆炸的现象。总之,由于电解电容的制造工艺和电解液的特性,相比固态电容容易出现失效。

    固态电容由于采用了具有高导电度和优异热稳定性的导电高分子材料作为固态电容电介质,导电高分子材料粒子在高温下,无论是粒子膨胀,还是活跃性均较液态电解液低,它的沸点高达350℃,因此彻底杜绝类似液体电解电容“爆浆”现象。固态电容即使长期不通电使用,固态电容也不易漏电,因此不会产生电容在开机或通电时形成爆炸气鼓等现象。

黄色线条所示,固态电容电容容量基本不变

    另外,固态电容在不同的温度下,保持性能的一致性,对温度的敏感性不是很高,可以保证不会因为温度的改变而改变输出的电容容量、ESR、DF等电容方面的参数,而电解电容容易受温度影响。在不同的温度条件下测试的电容容量、ESR、DF都有不同的参数,增大了电容稳定性评估。特别是在低温时,液态电解电容可能因为超低温,导致电容内部电解液“结冰”,引起电容的完全失效。

黄色线条所示,固态电容等效电阻值最小

    固态电容在等效串联阻抗表现上相比液态电容有更优异的表现。据测试显示,固态电容在高频运作时等效串联电阻极为微小(在毫欧等级),而且导电性在不同条件频率特性都有优良的表现,可以响应300-500K的频率,使产品向小型化,精巧化发展提供了条件。

    在低温与高温间转换下,固态电容等效电阻值基本不发生改变。从而保证了电源在高温和低温电压输出纹波方面得到了保证,提高电源在高低温特性。而液态电容比较容易受使用环境的温度和湿度影响,在高低温稳定性方面差。

    在电源使用时,在电源内部电容是寿命最短的元件,电源的工作寿命取决于电容的寿命。固态电容与液态电容在相同的工作温度时,具有不同数量级的寿命表现。上面表格说明同样为105℃下、寿命2000小时的产品,在相同工作环境下,不同的寿命时间。当温度降低到65℃的环境下时,固态电容的寿命高达22.8年,是液态电容寿命的6.25倍。因此固态电容电源的寿命远长于普通液态电容电源。

    固态电容的采用,对电源性能的提升是全方位的。固态电容对比液态电容具有与生俱来的性能优势,他大幅度改善了液态电容的缺点,表现出极为优异的可靠度、稳定性。


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