电解电容寿命一般多长

本文教你通过纹波电流预测铝电解电容的寿命，计算方法来自Nichicon，所以以Nichicon的电解电容为例，不同厂家的计算公式可能稍有不同。

首先选一款铝电解电容为例，这里选择常见的LGN系列3000h，105℃，420V，470uF的电容，其直径为30mm高度为45mm，MPN为LGNW6471MELB45。

数据参见选型手册https://www.nichicon.co.jp/english/products/pdfs/e-lgn.pdf

额定温度

额定电压

额定寿命

额定容值

额定纹波电流

-25 - 105℃

420V

3000h

470uF

1.86A

(仅列出与计算有关数据)

寿命计算公式如下，下面开始解释各个参数的意义和取值。

【1】

注意公式右上角，这里电压比值的取值有限制。

其中Δtn的计算公式如下

【2】

Ln：实际纹波电流和环温下的预计寿命，这是我们想要计算的东西，如果最终计算超过15年那么就取值为15年。

L0：额定纹波电流和额定温度上限条件下的寿命，拿文中的电容来说就是，1.86A rms的纹波电流和105℃环温的条件下，这个电容的寿命是3000小时。

T0：电容温度的上限，文中的电容是105℃.

Tn：电容实际运行的环温，这个是产品实际运行时测得的，也可以先估一个恶劣的情况。一般来说如果环温低于40℃那么我们就用40℃作为环温。

Δt0：T0的环温下流过额定纹波电流时电容中心的温升，对于文中的电容是5℃。

Δtn：Tn的环温下流过In的纹波电流时电容中心的温升。

Vn：电容实际运行时的电压。一般工程中选型因为留有裕量，所以对于电容寿命有好处。

V0：电容额定电压。

In：电容实际流过的纹波电流，这里根据仿真或者实测得到数值。

Im：电容额定纹波电流。

K(f)：纹波电流的频率系数，见下文详解。

K：加速系数，读图，和电容型号、运行环温有关。

频率系数K(f)：对纹波电流的波形进行傅里叶频谱分析，不同频率要除以不同的系数见下图(系数可插值)，再把不同频率下的电流进行均方根运算得到In。

到此，万事俱备，先算式【2】再算式【1】预估电容寿命。

L0

3000h

来自规格书

T0

105℃

来自规格书

Tn

70℃

假设实际运行环温

Δt0

5℃

来自Nichicon

Δtn

待求

Vn

380V

假设实际运行电压

V0

420V

来自规格书

In

3A

假设实际运行纹波电流，可比Im大

Im

1.86A

来自规格书

K

10

读图，70℃时是10

式【1】求得Δtn = 13.0℃

代入式【2】求得Ln = 3000*2^((105-70)/10)*2^(1-13/10)*(420/380)^2.5 = 35388h

附件

当运行条件不固定时，用如下方法估算寿命。

ho是总运行时间

ha,hb,hc是每个运行条件下的运行时长

La,Lb,Lc是每个运行条件下的预计寿命

例

以下是基于1年运行情况总结的运行周期

每天运行12h停机12h

4月到9月运行环温60℃，10月到次年3月运行环温50℃