电解电容纹波的测试,计算及判定_ 应用报告

一、前言：

铝电解电容的工作状态及工作环境,是影响其寿命的主要因素。在众多因素中，又以环境温度的高低和 Ripple Current 纹波电流的大小对电容寿命的影响最大。所以在实际使用中，电解电容Ripple Current

有否超规格，电解电容工作温度有否超标准值，是影响电容失效爆浆的最主要原因，特别是在整机测试未对电解电容寿命进行估算计算的情况下，电解电容Ripple Current 的测试，计算及判定，尤为重要。

二、标准测试:

1、一次侧Bulk Cap.纹波电流

说明：一次侧Bulk Cap.纹波电流通常由基本频率(低频率)和高频(开关频率)电流构成，因此在计算时，要通过合成公式，利用频率系数计算出其在指定频率下的合成有效值。(如图1所示) R/C(Ripple Current) = Lowf(Low Freq.Current) +Hif(High Freq. Current)

一次侧Bulk Cap.是指：一次侧主电解电容；Lowf 是指：低频纹波电流有效值； Hif 是指：高频纹波电流有效值。

图(1)

2、二次侧Filter Cap.纹波电流

说明：二次侧Filer Cap.纹波电流通常由高频电流构成。 R/C(Ripple Current) = Hif(High Freq. Current) 二次侧Filter Cap.是指二次侧滤波电解电容。 3、温度

机种名称： 机种编号： 机种类别： 电路拓扑：

输出规格：

编写单位：

应用类别：

材料应用

受控日期：

201 年 月 日

应用编号：

AR500XbcEedDFf P

应用描述： 电解电容纹波电流的测试，计算及判定

Temperature Meas. = Cap. Case 实测值.-----------此处指电容壳温。

三、計算公式 :

1、一次侧Bulk Cap.纹波计算：

R/C Stress(Ripple Current Stress) = ()()

T

F

Hif

F

Lowf2

22

/

1

/+

R/C Stress：纹波电流计算压力值，F1=低频时的纹波系数(120Hz)，T= 纹波温度系数，F2=高频时的纹波系数(>10KHz)；

2、二次侧Filter Cap.纹波计算:

R/C Stress(Ripple Current Stress) = ()

T

F Hif2

/

F2 =高频时的纹波系数(>10KHz)，T = 纹波温度系数；R/C Stress：纹波电流计算压力值。

※F/T 纹波系数参数值可由电容供应商Data book中查阅.

四、判定方式：

1、R/C Stress與Cap. R/C Spec.(电容纹波规格值) 比对,计算降额比例；

2、依零件降额使用标准判定，R/C Stress是否符合设计及应用的要求。

例: 有一Bulk Cap.实测得Lowf=0.69Arms(120Hz)

Hif=0.54Arms(56KHz)

Temp.=67.1℃

此电解电容规格值: Ripple Current纹波电流=0.67Arms(120Hz/Max Temp.( 105℃))

F1=1.0(120Hz频率纹波系数)

F2=1.38(>10KHz 频率纹波系数)

T=1.4(>65℃,<=85℃温度纹波系数)

故R/C Stress(纹波电流计算压力值)---()()

Arms

Arms

Arms

5665

.0

4.1

38

.1/

54

.0

1/

69

.02

2

=

+

；

该电容降额使用比例----------------------------0.5665Arms/0.67Arms=84.6%。

五、说明：

1、电解电容纹波电流测试方法:用电流感应器连接示波器抓取流过电容的电流rms均方根值.(如下图2)

(图2)

2、电解电容壳温测试方法：用热电偶直接点电容铝壳的温度.(如下图3)

.

图(3)

3、开关电源电解电容降额使用标准一般如下：