概述
作為電子產品的重要部件電解電容，在開關電源中起著不可或缺的作用，它的使用壽命和工作狀況與開關電源的壽命息息相關。
在大量的生產實踐與理論闡述中，當開關電源中電容發生破損，非常是電解電容冒頂，電解液外溢時，電源廠家懷疑電容質量有問題，而電容廠家說電源設計不當，雙方爭吵不下。
以下就電解電容的使用壽命和使用安全作些剖析,給電子工程師提供一些判定根據。
1阿列紐斯()
1.1阿列紐斯多項式
阿列紐斯多項式是拿來描述物理物質反應速度隨氣溫變化關系的經驗公式。電解電容內部是由金屬鋁等和電解液等物理物質組成的,所以電解電容的壽命與阿列紐斯多項式密切相關。
阿列紐斯多項式公式：k=Ae－Ea/RT或lnk=lnA—Ea／RT(畫圖法)
●K物理反應速度
●R為摩爾二氧化碳常量
●T為熱力學氣溫
●Ea為表觀活化能
●A為頻度因子
1.2阿列紐斯推論
按照阿列紐斯多項式可知,氣溫下降，物理反應速度（壽命消耗）減小，通常來說，環境氣溫每下降10℃，物理反應速度(K值)將減小2-10倍電流8000ma等于功率多少w，即電容工作氣溫每下降10℃，電容壽命減少一倍,電容工作氣溫每升高10℃，其壽命降低一倍，所以,環境濕度是影響電解電容壽命的重要誘因。
2電解電容使用壽命剖析
1)公式:
按照阿列紐斯多項式推論可知，電解電容使用壽命估算公式如下：
●L環境濕度為T時電解電容使用壽命（hour）
●L0最大氣溫時電解電容的額定壽命(hour)
●T0電解電容額定最高使用室溫（deg℃）
●T環境濕度（deg℃）
●T0-T溫升（deg℃）
2)剖析:
依據公式(1)可知
當電解電容工作氣溫在最高使用室溫工作時(即T0=T)時,由公式(1)估算得到電解電容最小使用壽命為L=L0×20=L0即等于額定壽命,例如8000小時，8000/8760=0.9年。
當電解電容工作氣溫高于最高使用氣溫10℃時,由公式(1)估算得到電解電容使用壽命為L=L0×2[T0-(T0-10℃）]/10℃=L0×21即等于額定壽命的2倍,即16000小時,16000/8760=1.8264年。
可見,電解電容使用壽命估算公式符合阿列紐斯多項式推論
3電解電容使用壽命估算
在電子產品中，影響電解電容壽命的誘因有環境濕度T和諧波電壓Irms。
電容承當的負載功率與基極電壓成反比，負載越大，基極電壓越大(電解充放電越深)，內部氧化膜分解時發熱越厲害，修復時電解液消耗越多。見圖1
基極電壓越大造成的發熱越大電流8000ma等于功率多少w，所以基極電壓造成的發熱在電解電容壽命估算中要考慮。
3.1基極電壓估算
1)電容容量
2)充電時間
3)放電時間
4)充電電壓
5)放電電壓
6)基極電壓
3.2功率耗損估算
3.3電解電容發熱公式
達到熱平衡時容器中心氣溫T0和環境濕度T的溫升由散熱方法（空氣散熱、容器散熱）和耗散功率PD決定，用熱容來描述，泊松比()Rq，單位（℃/W）：
●△T加雜訊電壓I時電解電容自身發熱（deg℃）
●I實際工作諧波電壓（Arms）,
●β散熱系數（W/℃Cm2）
●S電解電容的表面積（cm2）
●R電解電容等效阻抗（ESRΩ）
3.4合成諧波電壓估算
由于實際電路中,諧波電壓包含有各類頻度波形的諧波電壓,所以對實際電路雜訊電壓的估算應當由合成雜訊電壓Irms得到：
3.5額定工作氣溫
電解電容的行業規定，在額定氣溫T0下，加上容許額定雜訊電壓I形成的最大發熱△t≤5deg℃
因而實際諧波電壓為Ir時，電容器自身的發熱是
●△t為額定濕度下加上額定雜訊電壓時電容器容許最大溫升（deg℃）
●Ir電容器額定雜訊電壓（Arms）
●I為（估算的）實際工作雜訊電壓（Arms）
3.6電解電容壽命估算
由前面的剖析可知,考慮鐵損電壓后的電解電容的壽命估算公式最后為:
●T0為額定氣溫(例如105℃)
●Δt為額定氣溫時最大容許溫升5℃
●T為環境工作氣溫(例如55℃)
●ΔT為T氣溫時雜訊電壓形成的發熱值(例如20℃)
4舉例
一電容/200V/105℃，額定壽命L0=8000小時，容許諧波電壓I=195mA/120Hz,在環境為55℃的110V/60Hz電路中應用。
1.三角波
2.弦波
3.合成
4.發熱
5.壽命
1)不考慮雜訊電壓的使用壽命
2)考慮鐵損電壓的實際使用壽命
5推論
由前面事例估算可知,諧波電壓對電解電容壽命的影響是極其大的,電路工程師在設計使用電解電容時,不但要考慮電容工作的環境濕度,還要考慮電路雜訊電壓對電解電容壽命帶來的影響,盡可能的延長電解電容的使用壽命。
電路呈容性或強感性會影響到二極管等安全切換,使晶體管耗損加重,發熱減小，并在電解電容上疊加有很高的單尖鋒雜訊電壓，充放電雜訊電壓變窄變高，最后使電解電容嚴重發熱直到受損,表現為冒頂﹑冒汽﹑漏液或爆燃。
盡量選擇質量好的電解電容，密封性能好的電容，切不可使用壽命減半的拆件電解電容。給電解電容一個安全的工作環境，合理的設計，才是解決電解電容冒頂﹑冒汽﹑漏液以延長壽命的解決之道。
下載酷盤，加我飛信不可，鏈接