概述
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阐述中，当开关电源中电容发生破损，非常是电解电容冒顶，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，双方争吵不下。
以下就电解电容的使用寿命和使用安全作些剖析,给电子工程师提供一些判定根据。
1阿列纽斯()
1.1阿列纽斯多项式
阿列纽斯多项式是拿来描述物理物质反应速度随气温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物理物质组成的,所以电解电容的寿命与阿列纽斯多项式密切相关。
阿列纽斯多项式公式：k=Ae－Ea/RT或lnk=lnA—Ea／RT(画图法)
●K物理反应速度
●R为摩尔二氧化碳常量
●T为热力学气温
●Ea为表观活化能
●A为频度因子
1.2阿列纽斯推论
按照阿列纽斯多项式可知,气温下降，物理反应速度（寿命消耗）减小，通常来说，环境气温每下降10℃，物理反应速度(K值)将减小2-10倍电流8000ma等于功率多少w，即电容工作气温每下降10℃，电容寿命减少一倍,电容工作气温每升高10℃，其寿命降低一倍，所以,环境湿度是影响电解电容寿命的重要诱因。
2电解电容使用寿命剖析
1)公式:
按照阿列纽斯多项式推论可知，电解电容使用寿命估算公式如下：
●L环境湿度为T时电解电容使用寿命（hour）
●L0最大气温时电解电容的额定寿命(hour)
●T0电解电容额定最高使用室温（deg℃）
●T环境湿度（deg℃）
●T0-T温升（deg℃）
2)剖析:
依据公式(1)可知
当电解电容工作气温在最高使用室温工作时(即T0=T)时,由公式(1)估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,例如8000小时，8000/8760=0.9年。
当电解电容工作气温高于最高使用气温10℃时,由公式(1)估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。
可见,电解电容使用寿命估算公式符合阿列纽斯多项式推论
3电解电容使用寿命估算
在电子产品中，影响电解电容寿命的诱因有环境湿度T和谐波电压Irms。
电容承当的负载功率与基极电压成反比，负载越大，基极电压越大(电解充放电越深)，内部氧化膜分解时发热越厉害，修复时电解液消耗越多。见图1
基极电压越大造成的发热越大电流8000ma等于功率多少w，所以基极电压造成的发热在电解电容寿命估算中要考虑。
3.1基极电压估算
1)电容容量
2)充电时间
3)放电时间
4)充电电压
5)放电电压
6)基极电压
3.2功率耗损估算
3.3电解电容发热公式
达到热平衡时容器中心气温T0和环境湿度T的温升由散热方法（空气散热、容器散热）和耗散功率PD决定，用热容来描述，泊松比()Rq，单位（℃/W）：
●△T加杂讯电压I时电解电容自身发热（deg℃）
●I实际工作谐波电压（Arms）,
●β散热系数（W/℃Cm2）
●S电解电容的表面积（cm2）
●R电解电容等效阻抗（ESRΩ）
3.4合成谐波电压估算
由于实际电路中,谐波电压包含有各类频度波形的谐波电压,所以对实际电路杂讯电压的估算应当由合成杂讯电压Irms得到：
3.5额定工作气温
电解电容的行业规定，在额定气温T0下，加上容许额定杂讯电压I形成的最大发热△t≤5deg℃
因而实际谐波电压为Ir时，电容器自身的发热是
●△t为额定湿度下加上额定杂讯电压时电容器容许最大温升（deg℃）
●Ir电容器额定杂讯电压（Arms）
●I为（估算的）实际工作杂讯电压（Arms）
3.6电解电容寿命估算
由前面的剖析可知,考虑铁损电压后的电解电容的寿命估算公式最后为:
●T0为额定气温(例如105℃)
●Δt为额定气温时最大容许温升5℃
●T为环境工作气温(例如55℃)
●ΔT为T气温时杂讯电压形成的发热值(例如20℃)
4举例
一电容/200V/105℃，额定寿命L0=8000小时，容许谐波电压I=195mA/120Hz,在环境为55℃的110V/60Hz电路中应用。
1.三角波
2.弦波
3.合成
4.发热
5.寿命
1)不考虑杂讯电压的使用寿命
2)考虑铁损电压的实际使用寿命
5推论
由前面事例估算可知,谐波电压对电解电容寿命的影响是极其大的,电路工程师在设计使用电解电容时,不但要考虑电容工作的环境湿度,还要考虑电路杂讯电压对电解电容寿命带来的影响,尽可能的延长电解电容的使用寿命。
电路呈容性或强感性会影响到二极管等安全切换,使晶体管耗损加重,发热减小，并在电解电容上叠加有很高的单尖锋杂讯电压，充放电杂讯电压变窄变高，最后使电解电容严重发热直到受损,表现为冒顶﹑冒汽﹑漏液或爆燃。
尽量选择质量好的电解电容，密封性能好的电容，切不可使用寿命减半的拆件电解电容。给电解电容一个安全的工作环境，合理的设计，才是解决电解电容冒顶﹑冒汽﹑漏液以延长寿命的解决之道。
下载酷盘，加我飞信不可，链接