铝电解电容寿命计算
铝电解电容寿命计算
铝电解电容器寿命计算公式一、考虑实际施加纹波电流的计算方法正常情况下，影响电容器寿命的因素主要有三个，分别为环境温度、纹波电流、实际施加的电压。
电容器实际使用寿命的推算可用下面的公式表示：L X=L0〃K T〃K V〃K R其中L X：电容器实际使用寿命L0：电容器在额定条件下的寿命K T：电容器温度系数K V：电容器电压系数K R：电容器纹波电流系数1、K T 铝电解电容器的使用遵循10℃原则，即使用温度每降低10℃，寿命延长一倍。
K T的计算如下：K T=2（T0-T）/10其中T0：额定温度T：电容器实际工作温度2、K V 对于表面安装、引线、轴向式的铝电解电容器来说，降压使用不会对电容器的使用寿命造成影响。
因此，对于这些产品来说，K V=1。
但对于特大型产品，电容器在使用过程中，电压的大小影响其寿命，一般有如下关系：K V=（U1/U2）n其中U1：额定工作电压U2：实际工作电压n：系数，当1≤U1/U2≤1.25 n=51.25≤U1/U2≤2 n=3U1/U2＞2 n=13、K R 实际的工作情况下，电容器纹波电流的系数由下式确定：K R=2A〃ΔT0/10其中A=﹛1-﹝I/I0﹞2﹜I：额定纹波电流(同频率)I0：实际纹波电流(同频率)ΔT0：额定温度下，铝电解电容器中心允许温升二、利用电容器温升的计算方法我们也可以通过测试电容器在实际使用过程中的温度升高来推算电容器的使用寿命，具体的计算方法如下：L x=L0〃2（T1-T2）/10 〃（U1/U2）2.5其中L0：电容器在额定条件下的寿命L2：电容器实际使用寿命T1：电容器中心允许承受的最高温度T2：电容器工作时的中心实际温度U1：电容器的额定电压U2：电容器的实际工作电压注: 电容器允许承受的最高温度一般是在额定温度上加5度或10度。
对于85度电解, 允许承受的最高温度是95度;对于105度电解, 允许承受的最高温度是110度。
铝电解电容寿命计算公式
20,000hrs
9
温度测定方法
A) 取得周围温度方法
机器
实际电容器
模仿电容器
寿命计算式
原本
CONFIDENTIAL(秘密的)
测量站
推荐
实际电容器 10
寿命计算式
温度测定方法
B)单元中心发热温度测定方法
测定的三种方法
准确
1) 单元中心温度测定
2) 周围温度/电容器表面温度测定
3) 纹波电流测定>>>发热温度计算
容易
11
CONFIDENTIAL(秘密的)
寿命计算式
温度测定方法
B)单元中心发热温度测定方法
1. 单元中心温度测量 ΔTx=单元中心温度–周围温度
ਗ਼ᆠཥਅౢɝཥ࢙ኜ裡ࠦԨҪ̴܆ৎ來
优点 : 比较准确 缺点 : 需要額外工作樣品
(我们会准备样品与热电偶) 只能在測量時使用
12
CONFIDENTIAL(秘密的)
ΦD (mm)
30
35 40 50 63.5 76
89 100 -
Factor α 1.5 1.65 1.75 1.9 2.2 2.5 2.8 3.1 -
13
CONFIDENTIAL(秘密的)
寿命计算式
温度测定方法
B)单元中心发热温度测定方法
3.纹波电流测定 发热温度计算
ॆ์䕚䕚ྲྀܗ
例)周围温度105度 vs 85度
周围温度
寿命
单元中心 计算推定寿命 发热温度
105℃ 2000时间
5℃
2000时间
85℃
8000时间
15℃
2000时间
铝电解电容寿命计算
铝电解电容寿命计算
一、老化速率的估算：
1.上电老化法：
将电容器以额定电压上电，根据老化加速现象，可以通过一定时间的
上电老化来模拟长时间的使用情况，然后通过测量电容值和电阻值的变化
来估算老化速率。
2.高温老化法：
将电容器置于高温环境下，在一定时间内观察电容值和电阻值的变化
情况，通过测量结果推算老化速率。
二、寿命预测的评估：
寿命预测是指根据老化速率估算结果，结合已知的老化模型和工作条件，来评估电容的使用寿命。
寿命预测主要包括以下几个方面：
1.应力与老化模型分析：
分析电容在不同工作条件下所受的应力，包括电压应力、温度应力、
电流应力等，通过建立老化模型，估算电容的老化速率。
2.寿命试验与寿命模型：
进行一系列的寿命试验，通过测量电容值和电阻值的变化来评估电容
器的寿命。
同时，根据试验数据建立寿命模型，并根据模型进行寿命预测。
3.可靠性评估：
通过对电容器寿命的评估来评估电路的可靠性，从而预测系统的可靠性。
可靠性评估一般包括寿命试验、故障数据分析、可靠度预测等。
总结起来，铝电解电容寿命计算主要包括老化速率的估算和寿命预测的评估。
通过对电容的老化机制、应力分析和寿命模型的建立，可以对电容器的使用寿命进行估算和预测。
这对于电子设备的可靠性设计和电路寿命评估具有重要意义。
铝电解电容可靠性--寿命估算
铝电解电容寿命的简单推算1) 不含有纹波电流工作状态的铝电解电容器的推算。
基本依据为“10℃法则”，即环境温度每上升10℃寿命减半，反之亦然。
这个10℃法则只在零纹波电流条件下适用，在铝点解电容流过比较大的纹波电流时不一定适用。
2） 公式推算。
在额定电压下，铝电解电容器的寿命可以由下式计算：)10(200TT L L -⨯= 式中，L 和0L 分别为实际环境温度T 时的寿命和额定最高温度0T 时的寿命。
上面的推算方法仅适用于存储状态和无纹波电流（很小纹波电流）的工作状态，对于明显含有纹波电流的场合上述方法不一定适用，这时候应该将纹波电流的效应考虑在应用条件中。
铝电解电容寿命估算 环境因子 包括环境温度，应用电压，纹波电流voltage tem p K K Lr Lx ⨯⨯=Lx 估算的寿命 Lr 寿命基数temp K 温度系数 voltage K 电压系数环境温度系数铝电解电容器是一种电化学元件，化学反应速度遵循Arrhenius 方程10)(0002r T T tem p L K L Lr -⨯=⨯= 10)(02r T T tem p K -=Lr 估算寿命0L 寿命基数 0T 最高额定温度 r T 实际环境温度电压系数voltage K =1纹波电流的影响DC AC W W W +=D C D C e AC I V R I W ⨯+⨯=2W 内部功率损耗AC W 电源纹波电流造成的功率损耗 DC W 直流电源造成的功率损耗 AC I 纹波电流e R 纹波频率下的ESRDC V DC 电压 DC I 漏电流如果DC 电压在额定电压下，漏电流远远小于纹波电流，纹波功率损耗远大于直流功率损耗。
功率损耗计算公式：e AC A R I W W ⨯==2电容温度提到到一定程度，内部产生的热量与热辐射平衡。
平衡的温度计算公式。
T A R I e AC ∆⨯⨯=⨯β2 所以AR I T eAC ⨯⨯=∆β2=β热辐射常数W⨯3-10℃2cm=A 表面面积)(2Cm 、对L D ⨯ψ电容)4()4/(L D D A +=πT ∆由于纹波电流导致的核心温度上升使用条件与铝电解电容寿命的关系在很多应用中 铝电解电容器中将流过纹波电流，甚至是非常高的纹波电流。
变流器直流母线铝电解电容容值及寿命计算
变流器直流母线铝电解电容容值及寿命计算作为电子产品的重要部件电解电容，在开关电源中起着不可或缺的作用，它的使用寿命和工作状况与开关电源的寿命息息相关。
在大量的生产实践与理论探讨中，当开关电源中电容发生损坏，特别是电解电容冒顶，电解液外溢时，电源厂家怀疑电容质量有问题，而电容厂家说电源设计不当，双方争执不下。
以下就电解电容的使用寿命和使用安全作些分析,给电子工程师提供一些判断依据。
1 阿列纽斯(Arrhenius)1.1 阿列纽斯方程阿列纽斯方程是用来描述化学物质反应速率随温度变化关系的经验公式。
电解电容内部是由金属铝等和电解液等化学物质组成的,所以电解电容的寿命与阿列纽斯方程密切相关。
阿列纽斯方程公式：k=Ae－Ea/RT 或lnk=lnA—Ea／RT (作图法)●K化学反应速率●R为摩尔气体常量●T为热力学温度●Ea为表观活化能●A为频率因子1.2 阿列纽斯结论根据阿列纽斯方程可知,温度升高，化学反应速率（寿命消耗）增大，一般来说，环境温度每升高10℃，化学反应速率(K 值) 将增大2-10 倍，即电容工作温度每升高10℃，电容寿命减小一倍,电容工作温度每下降10℃，其寿命增加一倍，所以,环境温度是影响电解电容寿命的重要因素。
2 电解电容使用寿命分析1)公式:根据阿列纽斯方程结论可知，电解电容使用寿命计算公式如下：●L环境温度为T 时电解电容使用寿命（hour）●L0最大温度时电解电容的额定寿命(hour)●T0电解电容额定最高使用温度（deg℃）●T环境温度（deg℃）●T0-T 温升（deg℃）2)分析:根据公式(1)可知当电解电容工作温度在最高使用温度工作时(即T0=T)时,由公式(1)计算得到电解电容最小使用寿命为L=L0×20=L0即等于额定寿命,比如8000小时，8000/8760=0.9年。
当电解电容工作温度低于最高使用温度10℃时,由公式(1)计算得到电解电容使用寿命为L=L0×2[T0-(T0-10℃）]/10℃=L0×21即等于额定寿命的2倍,即16000小时,16000/8760=1.8264年。
电解电容寿命计算公式 说明(1)
代号
I0 IX
4、关于其他的寿命原因：
代号表示内容说明 最高使用温度下正常周波数的额定纹波电流(Arms)
实际使用中的纹波电流(Arms)
铝电解电容由于电解液通过封口部扩散到外部而导致磨耗故障，加速其现象的要因除上述周围温度与
纹波电流外有以下要因：
●过电压的情况
连续印加定格电压的过电压时，急速增大制品的漏电流量，这种漏电流引起发热产生气体，并导致内压
铝电解电容器的使用寿命计算公式
1、周围温度与寿命
温度对寿命的影响有静电容量的减少，损失角正接的增大，导致电解液通过封口部扩散到外部，电气
特性随时间的变化值与周围温度间成立试验公式，其关系式类似于温度增加，化学反应速度成指数倍 增加之化学反应规律式，称之为温度与铝电解电容寿命10℃法则。
LX=L0×B
W=IR2×R+VIL
代号
代号表示内容说明
W
内部的消费电力
IR
直流电流
R
内部阻抗等效串联电阻 ESR
V
印加电压
IL
漏电流
漏电流 LC最高使用温度增加到20℃的 5-10倍程度，由于 I R远大于IL，可成立如下公式：
W=IR2×R
◆ 内部发热与放热达到平衡温度的条件公式如下：
IR2×R=βA△T
代号
T0 - TX 10
代号
代号表示内容说明
L0
最高温度条件下，印加定格电压或重迭额定纹波电流时的保证寿命(hrs)
LX
实际使用中的寿命(hrs)
T0
制品的最高使用温度(℃)
Tx
实际使用时的周围温度(℃)
B：温度加速系数 温度加速系数 B，如果是最高使用温度以下时，可以用 B≈2来计算，升温 10℃，约 2倍的加速率； 设定较低的使用时的周围温度 T X，能保证长期的寿命。 2、印加电压与寿命 使用在线路板上的 RADIAL型、SNAP-IN型铝电解电容，若在最高使用温度及额定工作电压以下的情况 使用时，印加电压的影响比周围温度及直流电流的影响小，对于铝电解电容来说，实际计算可以不考虑 降压使用对寿命计算之影响。 3、纹波电流重迭时的寿命 铝电解电容比其他类的电容损失角大，会因纹波电流而内部发出热量。由于施加的纹波电压发出的热量 会导致温度上升，对寿命有很大影响，印加电流电压时的发热情况如下公式来计算：
铝电解电容寿命试验规律
铝电解电容寿命试验规律
电容c的计算公式：c=εs/4πkd 。
其中，ε是一个常数，s为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。
在电容元件两端电压u的参考方向给定时，若
以q表示参考正电位极板上的电荷量，则电容元件的电荷量与电压之间满足q=cu。
定义式： c=q/u。
电容器的电势能计算公式：e=cu^2/2=qu/2=q^2/2c。
多电容器并联计算公式：c=c1+c2+c3+…+cn。
多电容器串联计算公式：1/c=1/c1+1/c2+…+1/cn。
三电容器串联：c=（c1*c2*c3）/（c1*c2+c2*c3+c1*c3）。
电容优点：
1、高稳定性
液态铝电解电容可以持续在高温环境中平衡工作，采用固态铝电解电容可以轻易提高
主板性能。
同时，由于其阔温度范围的平衡电阻，适合电源滤波。
它可以有效地提供更多
平衡丰沛的电源，在超频中尤为重要。
2、寿命长
固态铝电解电容具备极长的使用寿命(使用寿命少于50年)。
与液态铝电解电容较之，可以算是“长命百岁”了。
它不能被打穿，也不必害怕液态电解质干枯以及泄漏影响主板
稳定性。
由于没液态电解质诸多问题的所苦，固态铝电解电容并使主板更加平衡可信。
3、低esr和高额定纹波电流
esr(equivalentseriesresistance)指串联耦合电阻，就是电容非常关键的指标。
esr
越高，电容充放电的速度越慢，这个性能直接影响至微处理器供电电路的脱藕性能，在高
频电路中固态电解电容的高esr特性的优势更加显著。
铝电解电容寿命的计算
铝电解电容寿命的计算每个厂商都有自己的计算方法，但都遵循一定的原则：温度极大的影响铝电解电容内的电解液的扩散速度。
根据Arrhenius 的物理定律，温度每升高10 度，电解液的扩散速度加倍；换句话说，铝电解电容的寿命缩短一倍。
A physic law (According the Arrhenius law) teaches us that increasing the temperature 10 °C will double the diffusion of e lectrolyte.为了便于计算和理解，将其分成三部分：（1）基本寿命Lo ：由外壳体积，热辐射性能，制造工艺等决定。
最大环境温度及最大纹波电流下的寿命就是基本寿命。
厂商都会提供或在产品说明书中注明。
（2）环境温度函数f(T) ：电解液的扩散（3）纹波电流函数f(I) ：ESR 引起的热损耗后两者导致铝电解电容核心温度上升，电解液的扩散速度加快。
根据Arrhenius 定律：L 与成反比，Tj : 电解电容的核心温度热阻定律：；Ta:电解电容周围的温度，即环境温度；Tc: 电解电容外壳的温度因为Ta 不易测出，但Tc 很好测量；可以根据Tc 算出Ta；环境温度函数f(T) ：2.2 以下均为个人观点，不能100% 正确。
在厂商提供的数据中一般包含：后缀为0 ，则认为是厂商提供的极限值最高（环境）温度Ta 0 ：一般选用105 度的电解电容最大环境温度下最大允许的纹波电流Ip 0 , 它的校正系数为 1 ；120Hz 或100kHz ，不同的厂家有不同的表示方法校正系数Correction coefficient ：不同频率纹波电流之间的关系在Ta 0 和Ip 0 条件下所产生的温升：D Tj 0 ；本人认为是核心与外壳之间的温差，也可能是核心与Ta 0 之间的温差下表是Rubycon BXA 系列电容不同频率纹波电流之间的关系series frequency correction factor tableFrequency [ Hz ] 120 1k 10k 100k =<Correction coefficient 0.50 定义为C LF0.8 0.91.00 定义为C HF注意：有的厂家定义120Hz 时校正系数为 1 ，有的厂家定义100kHz 时校正系数为1 。
铝电解电容器寿命的计算方法
铝电解电容器寿命的计算方法LIFETIME CALCULATION FORMULA OF ALUMINUM ELECTROLYTIC CAPACITORS铝电解电容的寿命的计算公式1. Lifetime Calculation Formula 寿命计算公式L : Life expectancy at the time of actual use. 实际使用平均寿命Lb : Basic life at maximum operating temperature 最大工作温度下的基本寿命Tmax : Maximum operating temperature 最大工作温度Ta : Actual ambient temperature 实际环境温度ΔTjo : Internal temperature rise when maximum rated ripple current is R, USC, USG : 10℃VXP : 3.5℃Other type : 5℃ 加上最大额定波纹电流后，电容器的内部温升USR, USC, USG :：10℃VXP ： 3.5℃其它类型：5℃ΔTj : Internal temperature rise when actual ripple current is applied. 加入实际波纹电流后，电容内部的温升F : Frequency coefficient 频率系数［这个不李理解］Io : Rated ripple current at maximum operating temperature 最高工作温度时的额定波纹电流I : Actual ripple current 实际波纹电流2. Ambient Temperature Calculation Formula 环境温度计算公式If measuring ambient temperature (Ta) is difficult, Ta can be calculated from surface temperature of the capacitor as follows. .Ta = Tc –ΔTj/α 如果测量环境温度Ta有困难，Ta可以根据电容器的表面温度按下式计算：Ta = Tc –ΔTj/αTa : Calculated ambient Temperature 计算所使用的环境温度Tc : Surface Temperature of capacitor 电容器的表面温度α : Ratio of case top and core of capacitor element ［此处不太理解］CaseφD ≤ 8 10,12.5 16, 18 20, 22 25 30 35α 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.63. Ripple Current Multiplier 额定电流系数(1) Temperature coefficient 温度系数Temperature coefficients are shown as below. 温度系数选取如下：USR, USC, USG:Ambient Temp.(℃)环境温度85 ≤65Coefficien 系数 1.0 1.3Other 85°C type:Ambient Temp.(℃)环境温度85 70 ≤50Coefficien 系数 1.0 1.6 2.0105°C type:Ambient Temp.(℃)环境温度105 85 ≤65Coefficien 系数 1.0 1.7 2.1Note: Where the temperature coefficient is used, life extension cannot be expected any more because the temperature coefficient is set up on condition of the same life time at maximum operating temperature. 注意：使用温度系数，不可指望寿命延长，因为温度系数是建立在最高工作温度下的相同寿命条件下的。
铝电解电容寿命计算
取得纹波电流发热方法
1.单元中心温度测量 2.表面温度测量 3.纹波电流计算
19
Ｃｏｎｆｉｄｅｎｔｉａｌ
单元中心温度测量
ΔTx=单元中心温度–周围温度
将热电偶插入电容器里面并把它密封起来
优点 : 比较准确 缺点: 需要额外工作样品 只能在测量时使用
20
Ｃｏｎｆｉｄｅｎｔｉａｌ
表面温度测量
热电偶
ΔTx=(表面温度–周围温度)×系数α
•
发热计算
(150/287)2 x 5 = 1.4
2.
寿命计算
Lx 2000 1.7
125 105 10
2
105 85 10
2
1.4 5
= 19,041Hrs
35
Ｃｏｎｆｉｄｅｎｔｉａｌ
寿命计算例（复合条件）
计算条件； •产品； EMVH350ADA221MJA0G •保证寿命； 125℃2000hrs •额定纹波电流；296mArms/125℃,100kHz •条件Ａ；105℃，⊿T…5℃ 2,890hrs， 每一天１个小时(4.2%) •条件Ｂ；85℃， ⊿T…4.7℃ 12,051hrs， 每一天３个小时(12.5%) •条件Ｃ；65℃， ⊿T…3.5℃ 56,928hrs， 每一天４个小时(16.7%） •条件D； 40℃， ⊿T…0℃ 523,146hrs，每一天１６个小时(66.6%）
2
To T a
Lx (hrs):推定寿命, Lo (hrs):最大温度时候,保证寿命 (℃):实际使用周围温度, ⊿To (℃):额定纹波电流发热温度
⊿T (℃):纹波电流发热温度, a :⊿T ＞5… 5, ⊿T≦5…10
15
Ｃｏｎｆｉｄｅｎｔｉａｌ
铝电解电容寿命计算
最近在网上寻找资料，获益非浅。
不能光索取而不奉献，花了一周的时间，牺牲了晚上和周末，得罪了夫人。
当然了，整理过程中，自己也有所提高。
同时也呼吁大家行动起来，多总结经验形成文字。
当然了，年轻人有所保留是可以理解的，毕竟为了减少竞争者；但是有些人说自己是退休者，为啥如此吝啬或障碍重重？网络是一个虚拟世界，现实生活已经有如此众多的虚伪，面子，为啥还要将其带入网络中呢？多么希望技术栏目中能恢复人与人间的真诚与无私奉献，体现出知识分子.学者.工程师的风范。
当然，许多人不错，但是更多的人让我感觉差劲。
我很少上网，也不愿与人争吵，只是提出个人的感受而已。
铝电解电容的寿命电源产品中经常用到铝电解电容，他的寿命往往决定了整个产品的寿命。
因此，了解如何计算铝电解电容的寿命很有必要。
下面将我的一些心得整理出来，供大家参考。
希望有助于提高国人的知识水平。
说白了很简单，只不过很多人找不到相关的资料而已。
同时也希望学校的教材中能够近早讲解相关知识。
我尽量少翻译，因为我的语言能力及相关的专业术语还不行。
仅供参考。
Chapter 1铝电解电容的特性1.1 Circuit model （等效模型）The following c ircuit models the aluminium electrolytic capacitor’s normal operation as well as the over voltage and reverse voltage behavior. （此模型包含正常运行，过压，反压时的特性）C AC cR P ESR LD = Anode capacitance (阳极电容)= Cathode capacitance(阴极电容)= Parallel resistance, due to dielectric (并联电阻)= Series resistance, as a result of connections, paper, electrolyte, ect. 等效串联电阻= Winding inductance and connections 等效串联电感= Over and reverse voltage 等效稳压管The capacitance Ca and Cc are the capacitance of the capacitor and is frequency and temperature depended. （Ca and Cc，它的容量是频率及温度的函数）The resistance ESR is the equivalent series resistance which is frequency and temperature depended. It also increases with the rated voltage. （ESR是频率及温度的函数，随着额定电压的增加而增加）The inductanc e L is the equivalent series inductance, and it’s independent for both frequency and temperature. It increases with terminal spacing. （L是频率及温度的函数）The resistance Rp is the equivalent parallel resistance and accounts for leakage current in the capacitor. It decreases with increasing the capacitance, temperature and voltage and it increases with time. （Rp的大小决定了漏电流的大小，随着容量温度电压的增加而降低，随着使用时间的延长而增加）The zener diode D models the over voltage and reverse voltage behavior. Application of over voltage on the order of 50 V beyond the capacitor’s surge voltage rating causes high。
短命的铝电解电容寿命计算
短命的铝电解电容寿命计算一、铝电解电容的定义铝电解电容器是一种有正极、负极的电容器，铝电解电容器的基本结构是由一层阳极铝箔，一层阴极铝箔和中间夹有一层浸有电解液的衬垫纸以及天然氧化膜经重叠卷绕而成的，电极浸过电解液之后，再用铝壳和胶盖封闭起来的电容器。
二、铝电解电容的组成组成铝电解电容的材料有：电解纸、电解液、阳极铝箔、阴极铝箔、胶盖、胶管、导针和铝壳。
铝电解电容器的芯子是由阳极铝箔、电解纸、阴极铝箔、电解纸由里及外的顺序依次叠放，卷绕成圆柱状而形成的。
三、失效模式基本概念：失效：指的是零部件失去原有设计所规定的功能失效机理：引起失效的物理、化学或其他的原因和过程。
比如过载，腐蚀等nn失效模式：失效的形式，比如开路，短路，漏电等四、寿命计算从失效机理看，使用条件对于铝电解电容器的寿命有很大的影响。
使用条件可分为环境条件和电条件。
环境条件有温度、湿度、气压、震动等，其中温度对于寿命的影响是最大的。
电条件有电压、纹波电流、充放电条件等。
1、周围温度和寿命周围温度对寿命的影响体现在电容量的减少、损耗角正切值的增大，这些现象起因是电解液从封口部分向外部渐渐扩散。
电性能的时间变化和周围温度之间的关系可得出下列公式。
Lx=L o*B T o-Tx/10Lo：在最高使用温度下，额定施加电压和额定纹波电流重叠时的保证寿命（hours）Lx：实际使用时的预计寿命（hours）To：产品的最高使用温度（℃）Tx：实际使用时的周围温度（℃）B：温度加速系数根据上述公式，电解电容应用时，须考虑环境散热方式、散热强度、电容与热源的距离、电容的安装方式。
2．施加电压和寿命用于绝大多数的机器中的贴片式（SMD）、引线式（radial）、基板自立式（snap-in）之电容器，使用条件在最高使用温度和额定电压值以下的情况时，施加的电压所产生的影响与周围温度的加速和纹波电流的加速所产生的影响相比可以忽略不计。
另，用于高功率电子仪器的螺丝端子式（screw）电容器中350VDC以上的高压品占主流，由于作为铝电解电容器导电体的氧化膜(Al2O3)的性质，额定电压以下的施加电压值的大小将影响其寿命。
红宝石铝电解电容寿命的计算
10YXF
电容型 1U M 10×
号： 16
最高工作
温度
(℃)：
105
额定寿命 (hrs)：
最大纹波 电流
(mArms) ：
6000 30
温度系
数：
2.1
最大纹波
电流修正
值
(mArms)
：
63
温度系数
A： 9.716553
最大纹波
电流时的
内部温升
Δ
Tj0(℃)：
实际环境
Ta： 温度
电容表面
Tc： 温度 应用在最 大允许纹
ΔTj0： 波电流 时的内部 温升 内部温升 与表面温
a： 升的比值 实际纹波
I： 电流 最大容许
I 0： 纹波电流 A： 温度系数
A：
Tj0
Tj0II0
2
Temperat ure factors when accelerati on coefficien t become twice greater.
f(T)： 17.08291
纹波电流 加速系数
f(I)： 1.370538
电容的平 均寿命 (hrs)： 140476.7
年： 16.03615
表一：
Series （系列）
SUR， USC （Snapin）
VXP(Sna Op-thine)r type
ΔTjo(℃)
10 3.5 5
//注1
//根据实 际工作频 率查表
5
//根据电 容的直径 和耐压查 表 //根据电 容的系列 和规格查 表 //根据实 际工作温 度查表
//根据温 度系数修 正
注2：
铝电解电容寿命计算方法
铝电解电容寿命计算方法1.液体电解电容寿命计算方法：液体电解电容的寿命通常由电解液的电导率、厚度以及电解液中氧化铝颗粒的电导率等因素决定。
根据经验公式可计算如下：寿命（小时）=1.440×10^15×（C/V）^n×Z/T其中，C为电容值（μF），V为工作电压（V），n为电压系数（可参考铝电解电容厂商提供的数据），Z为电解液电导率（S/cm），T为工作温度（℃），常温下Z一般取0.1-2 S/cm之间。
2.固体电解电容寿命计算方法：固体电解电容的寿命通常由陶瓷介质的电导率、电容值和工作电压等因素决定。
根据经验公式可计算如下：寿命（小时）=0.1×10^6×[(C×V)/(I×T)]^(1/3)其中，C为电容值（μF），V为工作电压（V），I为等效串联电阻（Ω），T为工作温度（℃），I值可通过测试或参考铝电解电容厂商提供的数据得到。
3.等效串联电阻计算方法：等效串联电阻是指电容器在工作状态下所表现出的电阻，其值与寿命成正相关。
可以通过测试或参考铝电解电容厂商提供的数据得到。
需要注意的是，上述计算方法是根据经验公式得出的估算值，在实际应用中可能存在误差。
因此，工程师在设计电路时，应综合考虑电容器的额定参数、使用环境和寿命要求等因素，选择合适的铝电解电容器，并进行合理的设计和布局，以确保电路的可靠性和稳定性。
此外，还需要注意以下几点：1.工作电压不应超过电容器的额定电压，以避免击穿和损坏电容器。
2.工作温度应在电容器能够承受的范围内，过高的温度会加速电容器老化，缩短寿命。
3.合理选择电解液类型和固体介质，不同的材料具有不同的寿命和性能特点，需根据具体需求进行选择。
综上所述，铝电解电容寿命的计算方法主要是根据电容器的工作参数和材料特性进行估算，具体的计算公式和方法可根据实际情况和厂商提供的数据进行合理选择和应用。
铝电解电容寿命计算
铝电解电容寿命计算铝电解电容寿命很大程度上取决于环境因子与电性因子。
环境因子包括温度，湿度，大气压力和振动。
电性因子包括工作电压，纹波电流和充放电系数。
温度因子(环境温度与由于纹波电流导致的内在加热)最能判断铝电解电容寿命。
评估铝电解电容寿命的通用公式：非固态电解电容的寿命通常用环境温度系数、应用电压和纹波电流三个原理来体现。
按以下公式来计算：Lx=Lo*Ktemp*Kvoltage*KrippleLx：电解电容的评估寿命Lo：电解电容的寿命基数Ktemp：环境温度加速系数Kvoltage：电压加速系数Kripple：纹波电流加速系数Ktemp(环境温度系数)由于铝电解电容本质上是一种电气化学的组件，温度增加会促进化学反应并产生气体扩散在电解电容内部，从而导致电容容量逐步减小及(损失角)和等效内阻逐步增大。
以下公式是通过实验得出，体现了温度加速度因子和电容老化的关系：Lx=Lo*Ktemp=Lo*B(T o-T x)/10Ktemp= B(T o-T x0)/1Lx：电解电容的评估寿命Lo：电解电容的寿命基数T o：电解电容最大额定温度(℃)Tx：电解电容实际的环境温度B：温度加速度因子(约等于2)这个公式与阿列纽斯定律相似，阿列纽斯定律用来表述化学反应速率和温度之间的关系，并叫做铝电解电容的阿列纽斯定律。
当环境温度在40℃到最大额定温度之间时，温度加速度因子约等于2。
也就是说随着环境温度每增加10℃电容寿命将减半。
当环境温度在20℃到40℃之间时，温度加速度因子接近2，其寿命将延长。
但是工作条件与环境的变化，特别是工作条件与环境温度的互相变化。
环境温度在这个范围内将发生很大的变化，因此寿命评估要在40℃以下，应该用40℃作为Tx。
Kvoltage(应用电压系数)微小及大型号的铝电解电容应用较普遍，像贴片型、插件型、方块型在其寿命中有较小的电压效应。
只要电容用于电压和温度的规格之内，其它因子像温度和纹波电流决定电容寿命与电压类似。
电解电容寿命计算公式 说明(1)
周围温度+纹波电流引起自身发热的限界值是指：
① 最高使用温度为105℃的HT系列：110℃
② 85℃一般标准规格：95℃
③ 其他系列：最高使用温度+5℃
举例：不同环境温度条件下有不同上限值
● 环境温度与自身发热限界值
环境温度（℃）
40
55
65
85
105
△T0
30
30
25
15
5
●最高使用温度为105℃系列的，符合最高使用温度的纹波电流所引起的发热是5℃为限界值(共 110℃)，
◆铝电解电容器外径与温度差系数
电容器外径ФD(mm) 5Ф
6.3Ф
8Ф
10Ф
13Ф
16Ф
温度差系数
1.1
1.1
1.1
1.15
1.2
1.25
电容器外径ФD(mm) 18Ф
22Ф
25Ф
30Ф
35Ф
40Ф
温度差系数
1.3
1.35
1.4
1.5
1.65
1.75
◆ 纹波电流引起的发热△T是按下列公式来计算，最高使用温度为105℃系列，△T 0=5℃
铝电解电容器的使用寿命计算公式
1、周围温度与寿命
温度对寿命的影响有静电容量的减少，损失角正接的增大，导致电解液通过封口部扩散到外部，电气
特性随时间的变化值与周围温度间成立试验公式，其关系式类似于温度增加，化学反应速度成指数倍 增加之化学反应规律式，称之为温度与铝电解电容寿命10℃法则。
LX=L0×B
<1> 关于 TX（实际使用时的周围温度）的注意事项 温度加速试验中确认为10℃的 2倍，以40℃-最高使用温度为范围。从市扬的反退品的测定结果来看，
铝电解电容器的寿命计算方法
铝电解电容器的寿命计算方法寿命估算(Life Expectancy)：电解电容在最高工作温度下，可持续动作的时间。
Lx=Lo*2(To-Ta)/10Lx=实际工作寿命Lo=保证寿命To=最高工作温度(85℃or105℃)Ta= 电容器实际工作周围温度Example：规范值105℃/1000Hrs65℃寿命推估：Lx=1000*2(105-65)/10实际工作寿命：16000Hrs高温负荷寿命(Load Life)将电解电容器在最高工作温度下，印加额定工作电压，经一持续规定完成时间后，须符合下列变化：Δcap：试验前之值的20%以内tanδ：初期特性规格值的200%以下LC ：初期特性规格值以下高温放置寿命(Shelf Life)：将电解电容器在最高工作温度下，经一持续规定完成时间后，须符合下列变化：Δcap: 试验前之值的20%以内tanδ:初期特性规格值的200%以下LC:初期特性规格值以下高温充放电试验(Charge/Discharge Test)将电解电容器在最高工作温度下，印加额定工作电压，经充电30秒后再放电330秒为一cycle，如此经1,000 cycles后，须符合下列变化：Δcap : 试验前之值的10%以内tanδ : 初期特性规格值的175%以下LC : 初期特性规格值以下涟波负荷试验(Ripple Life)将电解电容器在最高工作温度下，印加直流电压及最大涟波电流（直流电压+最大涟波电压峰值=额定工作电压），经一持续规定完成时间后，须符合下列变化：Δcap : 试验前之值的20%以内tanδ : 初期特性规格值的200%以下LC : 初期特性规格值以下常用电解电容公式容抗: XC="1/"(2πfC) 【Ω】感抗: XL="2"πfL 【Ω】阻抗: Z=√ESR2+(XL-XC)2 【Ω】涟波电流: IR=√(βA△T/ESR) 【mArms】功率: P="I2ESR" 【W】谐振频率: fo="1/"(2π√LC) 【Hz】P=(I²*R)+(IL*V)=Irms²*ESR= I rms²*DF/2╥fc （IL*V为漏电流与跨接电压的乘积---忽略不计）损耗因素DF＝ESR/XC具体的计算公式好像这个论坛里有,一般都是按照经验取,好像是1uF/W吧。
电解电容寿命计算公式
寿命计算公式：1.不考虑纹波时：L=L 0×2（T0-T）/10L:温度T时电容寿命；L 0:温度T 0时电容寿命。
T 0:最高工作温度；T:实际工作温度。
2.考虑纹波时L=L D ×2（T0-T）/10×K [1-(I/I0)*(I/I0)]×ΔT/10L:温度T时的考虑纹波电流的电容寿命；L D：最高工作温度T 0时额定纹波内的电容寿命；T:实际工作温度；T 0:最高工作温度；ΔT:电容中心温升；I:电路实际施加纹波电流；I 0:最高工作温度下允许施加的最大纹波电流；K:施加纹波电流寿命常数（施加纹波在额定纹波电流内K取2，超过额定纹波电流K取4）。
其中：ΔT=I 2×ESR/(A×H)ESR:电容等效串联阻抗；A:电容表面积(侧面积+底面积,不考虑胶盖所在面)；A=2πrL+πr 2；H:散热系数。
φd(mm)4～5 6.3810131618H×10-3W/cm 2φd(mm)222530354050～100H×10-3W/cm 2 2.18 2.16 2.13 2.1 2.052铝电解电容器寿命计算公式1.961.88 1.84 1.75 1.66 1.58 1.49绿宝石电子有限公司以RC10/505*11（105℃2000小时产品，105℃100KHz最大允许纹波为0.124A，20℃100KHz测试ESR标准值1.3Ω)为例：假设实际工作温度为85℃，电路中实际纹波电流值为0.162A1.不考虑纹波时：（T0-T）/10=（105-85）/10=2L=2000×22=8000（h）2.考虑纹波时：H取2.18/1000=0.00218电容表面积A=2×3.14×0.25×1.1+3.14×0.25×0.25=1.727+0.19625=1.92325（c㎡）电容中心温升ΔT=（0.162×0.162×1.3）/（0.00218×1.92325）=8.14(℃)I取0.162，I0取0.124，因为I＞I0，故K取4；）2]×ΔT/10=-0.57535[1-（I/I温度T时的考虑纹波电流的电容寿命:L=2000×22×4-0.57535=3604（h）绿宝石电子有限公司。
新铝电解电容寿命计算公式
1.不考虑纹波时：L=L 0×2（T 0-T）/10L:温度T时电容寿命；L 0:温度T 0时电容寿命。
T 0:最高工作温度；T:实际工作温度。
2.考虑纹波时L=L D ×2（T 0-T）/10 ×K [1-(I/I 0)*(I/I 0) ]×ΔT/10L:温度T时的考虑纹波电流的电容寿命；L D：最高工作温度T 0时额定纹波内的电容寿命；T:实际工作温度；T 0:最高工作温度；ΔT:电容中心温升；I:电路实际施加纹波电流；I 0:最高工作温度下允许施加的最大纹波电流；K:施加纹波电流寿命常数（施加纹波在额定纹波电流内K取2，超过 额定纹波电流K取4）。
其中：ΔT=I 2×ESR/(A×H) ESR:电容等效串联阻抗；A:电容表面积(侧面积+底面积,不考虑胶盖所在面)；A=2πrL+πr 2 ； H:散热系数。
φd(mm)4～5 6.3810131618H×10-3W/cm 2φd(mm)222530354050～100H×10-3W/cm2 以 100uF25V RG 6.3*11 （105℃5000小时产品）假设实际工作温度为75℃，电路中实际纹波电流值为0.05A（T 0-T）/10=（105-85）/10=2L=5000×23×1 =40000（h）/365天/24H＝4.5年研发部2011-10-102.16 2.13 2.1肇庆绿宝石电子有限公司2.052铝电解电容器寿命计算公式1.962.18 1.58 1.491.88 1.84 1.75 1.66。
铝电解电容器寿命的计算方式
V1：实际承受的直流电压，单位：V
二、使用寿命
使用寿命是指不超过规定失效率下可达到的寿命，由于环境和负载的不同使用寿命一般要远远大于额定寿命；
三、估算寿命公式
LX=LR× × ×
LX:实际推诿使用寿命，单位：H
LR：额定寿命，单位：H
T0：允许的最高温度，单位：℃
T1：电容器使用时的环境温度，单位：℃
I0：实际纹波电流，单位：A
I1：最大纹波电流，单位：A
衡量一款铝电解电容器好坏的一个标准就是铝电解电容器的寿命
；
铝电解电容器的定寿命是指铝电解电容器在规定的条件下（频率、温度、纹波电流、电压）使用，达到规定失效变量所持续的寿命；市场上国内外焊针式和螺栓型的铝电解电容器一般的寿命为2000小时，BIT铝电解电容器规定为3000小时，这种厂家承诺的铝电解电容器的寿命就是额定寿命。
BIT铝电解电容器寿命的计算方法
BIT销售经理郑淋先生
铝电解电容器作为电源组件里面不可或缺的电子元器件，针对现如今牛鬼蛇神都出现的铝电解电容器市场，很多采购人员无从下手，单纯的只考虑价格因素，或者只要不出问题就可以的心态在选择铝电解电容器。相信便宜无好货，那价格便宜了成本就低了，质量肯定就会打折了，做实业，做品牌要的就是能有市场竞争力，那随着人们生活水准的不断提升，那么重品质的时代已经来临，您做好准备了吗？
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最近在网上寻找资料，获益非浅。
不能光索取而不奉献，花了一周的时间，牺牲了晚上和周末，得罪了夫人。
当然了，整理过程中，自己也有所提高。
同时也呼吁大家行动起来，多总结经验形成文字。
当然了，年轻人有所保留是可以理解的，毕竟为了减少竞争者；但是有些人说自己是退休者，为啥如此吝啬或障碍重重？网络是一个虚拟世界，现实生活已经有如此众多的虚伪，面子，为啥还要将其带入网络中呢？多么希望技术栏目中能恢复人与人间的真诚与无私奉献，体现出知识分子.学者.工程师的风范。
当然，许多人不错，但是更多的人让我感觉差劲。
我很少上网，也不愿与人争吵，只是提出个人的感受而已。
铝电解电容的寿命电源产品中经常用到铝电解电容，他的寿命往往决定了整个产品的寿命。
因此，了解如何计算铝电解电容的寿命很有必要。
下面将我的一些心得整理出来，供大家参考。
希望有助于提高国人的知识水平。
说白了很简单，只不过很多人找不到相关的资料而已。
同时也希望学校的教材中能够近早讲解相关知识。
我尽量少翻译，因为我的语言能力及相关的专业术语还不行。
仅供参考。
Chapter 1铝电解电容的特性1.1 Circuit model （等效模型）The following c ircuit models the aluminium electrolytic capacitor’s normal operation as well as the over voltage and reverse voltage behavior. （此模型包含正常运行，过压，反压时的特性）C AC cR P ESR LD = Anode capacitance (阳极电容)= Cathode capacitance(阴极电容)= Parallel resistance, due to dielectric (并联电阻)= Series resistance, as a result of connections, paper, electrolyte, ect. 等效串联电阻= Winding inductance and connections 等效串联电感= Over and reverse voltage 等效稳压管The capacitance Ca and Cc are the capacitance of the capacitor and is frequency and temperature depended. （Ca and Cc，它的容量是频率及温度的函数）The resistance ESR is the equivalent series resistance which is frequency and temperature depended. It also increases with the rated voltage. （ESR是频率及温度的函数，随着额定电压的增加而增加）The inductanc e L is the equivalent series inductance, and it’s independent for both frequency and temperature. It increases with terminal spacing. （L是频率及温度的函数）The resistance Rp is the equivalent parallel resistance and accounts for leakage current in the capacitor. It decreases with increasing the capacitance, temperature and voltage and it increases with time. （Rp的大小决定了漏电流的大小，随着容量温度电压的增加而降低，随着使用时间的延长而增加）The zener diode D models the over voltage and reverse voltage behavior. Application of over voltage on the order of 50 V beyond the capacitor’s surge voltage rating causes high。
（D模拟过压及加反向电压时特性）Leakage current and a constant voltage-operating mode quite like the reverse conduction of a zenerdiode. Applications of reverse voltage much beyond 1.5 V causes high leakage current quite like the forward conduction of a diode. Neither of these operating modes can be maintained for long because hydrogen gas is produced, and the pressure built up will cause failure. （加到电容两端的反向电压不能大于1.5V）1.2 Capacitance （电容的容量）The rated capacitance is the nominal capacitance and it is specified at 120 Hz and a temperature of 25°C. Capacitance is a measure of the energy storage capability of a capacitor at a given voltage. （额定容量： 标称电压，120Hz, 25°C 时测量）。
The capacitance decreases under load conditions and increases under no load conditions over time. When reverse voltage or excessive ripple current is applied, or when the capacitor is repeatedly charged and discharged, an aluminium oxide film is formed on the cathode foil. This film induces a sharp capacitance drop. Capacitance in aluminium electrolytic capacitors is also affected by frequency changes. For example, the capacitance falls as the frequency rises. Variation of magnitude depends on capacitor type. （电容上的纹波电流，频繁地充放电导致阴极箔氧化，容量急剧下降）1.3 Equivalent series resistance (ESR)The equivalent Series Resistance (ESR) is the sum of all the internal resistances of a capacitor measured in Ohms. It includes:- Resistance due to aluminium oxide thickness- Resistance due to electrolyte / spacer combination- Resistance due to materials (Foil length; Tabbing; Lead wires; Contact resistance) At low frequencies (10 – 100 Hz) the ESR is determined by the oxide thickness,electrolyte / spacer combination and the materials. Above the 100 Hz electrolyte / spacer combination and the materials predominate.The lower the ESR the higher the current carrying ability the capacitor will have. The amount of heat generated by ripple current depends upon the ESR of the capacitor.ESR is both frequency and temperature dependent, increasing either will cause a reduction in ESR. The ESR is an important parameter in calculating life expectancy as the power dissipation (internally generated heat) is directly proportional to its value.The limit is generally established at 120 Hz and 20º C.The ESR of the electrolytic capacitor can cause another effect, especially above the 10 kHz where the ESR is the dominant contribution to the capacitors impedance.When a current charges / discharges the capacitor, the voltage across the capacitor will increase / decrease:dtdVCI = and causes a voltage drop over the ESR （流过电容的充放电电流因为ESR 而产生纹波电压） ESR I V ⋅=如果电容由低占空比，高频脉冲电流充电时， 比较典型的是fly-back 电源的输出滤波电容，ESR 引起的纹波电压是最重要的，导致必须选用合适ESR 的电容来满足要求。