螺栓铝电解电容使用寿命计算公式

电解电容使用寿命（也定义做服务寿命及工作寿命）指铝电解电容器不超过指定失效率时可达到的寿命。总失效或着失效预期变量构成了使用寿命终期。

依赖于电路设计，由于参数变量导致的装置故障并不一定意味着设备故障。这意味着铝电解电容器的实际寿命可能会长于给定使用寿命。使用寿命有关数据来自于业内使用经验以及加速试验。

在低于额定值的负载下（比如较低的工作电压、电流及环境温度）运行电容器以及采用适当的散热措施均可延长使用寿命。除标准系列外，凯琦佳还可照客户特殊要求提供其它使用寿命级铝电解电容器。

 1、铝电解电容负载条件

IEC基于以下条件定义了有液体电解液（凯琦佳拥有自主知识产权的电解液配方）电容器的使用寿命：

--额定电压

--额定纹波电流（叠加在直流电压上的交流电压峰值不能超过额定电压）

--额定温度

 2、铝电解电容的散热

电解电容规格书中声明的使用寿命是指自然散热条件下的使用寿命，即芯子中产生的热量经由壳体和自然对流方式消散。可以使用散热器，水冷及强制通风等额外散热方法来提高容许纹波电流和/或延长使用寿命。相反，消弱散热（如密集排列的电容组、热绝缘封装和真空层距离过近）则会减少使用寿命。

为降低芯子和壳体之间的热阻，凯琦佳在其罐形电容器的绕组和壳体之间设置了一个热桥。

a、使用散热器的底部散热

由于大部分热量是通过壳体底部消散，在电容器底部安装一个散热器即为最有效的散热方式。针对散热片的安装，凯琦佳设计了一款经特别优化的螺栓式高压电容器，以确保壳体底部和散热片之间更好地传递热量。该特殊设计包含：两个底部散热垫。第一个垫（厚度0.5mm）紧贴底部未被绝缘套管覆盖区域的气隙，第二个（厚度0.2mm）确保底部电气绝缘。

特别是当多个电容器装在散热器与母线排之间时，具有最小容差的电容器总长度l₁（±0.35mm）可避免端子上不需要的机械应力。

壳体底部边缘设有额外的槽，可用于环形夹的安装（推荐附件FKJ01…~FKC03）。环形夹确保了壳体和散热器的连接。

b、强制风冷

当使用强制风冷时，必须谨记：安装位置只能影响电容壳体与周围空气之间的热阻。在自然对流时，上述热阻大于电容芯子与壳体之间的热阻。

该热阻与温差△T成比例。用户可以测量正常情况下及强制风冷（△T*）情况下的温差（T_case-T_A）以及恒定纹波电流下的负载情况，然后从强制风冷系数△T*/△T计算出热阻的相应减小及增加。依次，强制风冷系数可以用于决定纹波电流系数I_AC*/I_AC。后者是采用强制风冷但不减少使用寿命时纹波电流可实现最大值的测量方法。

下图所示为强制风冷系数对不同壳体尺寸纹波电流系数I_AC*/I_AC的影响（通过测量所得）。在该图中，强制风冷（纹波电流负载：I_AC*）情况下的电容器使用寿命已换算为正常工作条件（纹波电流负载：I_AC）下的铝电解电容器的使用寿命。

下表为强制冷却细数的典型值，可通过强制对留下相应的气流速度获取。

当使用比环境温度低的冷却液体（如水或油）时，强制冷却系数可减小至零甚至负值。由于这些媒介的导热能力纯热阻用线性规律便不再适用。在这些情况下，强制冷却系数也是铝电解电容本身功耗的函数。如果使用这种制冷措施，必须计算最大可能热负载。如果仅采用散热器及强制对流，则无需考虑。

  3、电解电容使用寿命的计算

单独的规格书中列出了上限类别温度（+85℃、+105℃或 +125℃）下在100Hz频率条件下的额定波纹电流I_AC,R。已知芯子温度（也可通过波纹电流负载、环境温度以及风速等参数来间接测算芯子温度 ）及工作电压下的使用寿命取决于以下使用寿命公式：