电容寿命计算公式

RIFA、Nichicon、Rubycon的电解电容计算公式

电解电容寿命计算是电容电路设计的最关键的一步，它直接考量电容的设计寿命，电容寿命主要受到温度的影响，所以在设计时候考虑到热源和风道，是提高电容寿命的有效方式，在设计时尽量让电容远离热源，通风好，有时利用强制风冷的方式，尽量让电容工作于低温情况下。关于电容的寿命计算步骤这里不详述，请参考“电解电容寿命设计步骤”一文，以下主要介绍rifa ，nichicon ，Rubycon 电容寿命得计算公式。

1、nichicon 的电解电容寿命计算公式

nichicon 的电解电容寿命计算公式分为两种：a 、大封装电解电容（large can type ）；b 、小封装（miniature type ）的电容，以下针对两种电容分别列出其计算公式。

A、large can type

电容结算公式如下：

其中：

Ln: 估算之寿命（在环境温度Tn 和总纹波In ）

Lo: 在最大允许工作温度To 和最大允许工作纹波Im 条件下的额定寿命

To: 最大允许工作温度

Tn: 环境温度

to: 在最大允许工作温度To 和最大允许工作纹波电流Im 条件下内部温升量

Im ：在最大允许工作温度To 条件下的最大允许工作纹波电流有效值（在标准频率条件下的正弦波）

In ：实际应用的纹波电流有效值

Δ tn: 在环境温度Tn 和纹波电流In 条件下致使的内部温升

K: 因纹波损耗引起温升的加速系数

（Tn 从实际应用环境获得，In 根据其规格书中的纹波系数将实际纹波有效值归一到标准频率上的有效值。其它参数可从规格书中得到）

以上公式给出的是一个基本寿命与环境温度函数、热点温度及纹波电流函数之积。其内部温升Δ tn 估算并非由电阻损耗计算方式，而是提供了一个参考点值和相应的比例转换公式。此公式关键点是归一到标准频率的等效电流有效值In 的求解。

B、miniature type

对小封装的电容有两种情况，对应不同情况有两种计算公式

（a）使用规格书的L 值

L: 在最大允许工作温度To 和额定DC 电压条件下的额定寿命

Bn: 因实际应用纹波损耗引起温升的加速系数；

α：寿命常数。

其它参数与“ Large Can type ”相同。

2、rifa 电容的寿命计算公式

rifa 电容的寿命计算公式利用阿列纽斯理论来计算，其原意为温度每升高10 度，电解电容寿命降低一半，RIFA 电容中计算中不一定都是10 度，有些是12 度或别的，具体参考规格书。

其寿命计算公式如下：

L OP=AX2(B-Th)/C

Th=Ta+PlossXRth

Ploss=(Irms)2XESR

其中：

A: 参考温度下的基本寿命（因电容类别及尺寸而各不同）；

B: 参考温度（RIFA 一般提供85degC 值）；

C: 寿命折半所需之温度量（螺丝型一般取12degC ）；

ESR （f,t ）&Rth(V): 等效串联电阻及热阻矩阵（随使用环境而不同）

（以上具体参数可由规格书提供，或致询供应商）

Ta: 环境温度。

Irms: 纹波有效值。

（上两参数从实际应用环境及电气条件中获得）

从公式可看出其给出的是一个基本寿命与热点温度函数之积。此公式关键点是纹波在ESR 上之损耗引起的热点温升计算问题。注意点：纹波损耗计算时所用的纹波量及ESR 都跟频率有关，一般需要对纹波进行频谱的分解。再对ESR 矩阵提供的各频率点ESR 值进行损耗计算。

3、Rubycon 电解电容的寿命计算公式

Rubycon 电解电容的寿命计算公式主要利用阿列纽斯理论，但它不是直接考虑中心点的温度，而是参考了环境温度，是在阿列纽斯理论的变形。

其公式如下：

其中：

Ln: 估算之寿命（在环境温度Tn 和总纹波In ）

Lo: 在最大允许工作温度To 和最大允许工作纹波Im 条件下的基本寿命；

Tmax: 最大允许工作温度；

Ta: 环境温度

Δ Tj: 在环境温度Tn 和纹波电流In 条件下致使的内部温升

A: 温度因子（when acceleration ratio becomes 2 A ＝10-0.25X Δ Tj(0 ≤Δ Tj ≤ 20)

Ao: Ao=10-0.25X Δ Ts

公式给出的是一个基本寿命与热点温度函数之积。

其内部温升Δ Tj 估算并非由电阻损耗计算方式，而是提供了一个外壳温度与内部温度间的转换公式。此公式关键点是归一到标准频率的等效电流有效值I 的求解( 参考“电解电容寿命计算步骤”一文) 。