电解电容广泛应用于电力电子的不同领域，主要用于交流电压整流后的平滑、储能或滤波，也用于非精密延时。在预测开关电源的MTBF时，模型分析结果表明电解电容是影响开关电源寿命的主要因素，因此了解和影响电容器寿命的因素非常重要。 电解电容器的寿命取决于其内部温度。因此，电容器的设计和使用条件会影响电解电容器的寿命。从设计角度来看，设计方法、材料和加工工艺决定了电容器的寿命和稳定性。对于应用，电压、纹波电流、开关频率、安装形式、散热方式等。都影响电解电容器的寿命。 电解电容器异常故障 某些因素可能导致电解电容失效，如极低温度、电容温升(焊接温度、环境温度、交流纹波)、高电压、瞬时电压、甚高频或反偏压；其中，温升是对电解电容工作寿命有很大影响的因素。 电容的电导率由电解质的电离能力和粘度决定。当温度降低时，电解质的粘度增加，因此离子的迁移率和电导率降低。当电解质冻结时，离子的迁移率非常低，因此它具有非常高的电阻。反之，高热会加速电解液的蒸发，当电解液量减少到一定极时，电容寿命就会终止。在高寒地区(一般在25 ℃以下)工作时，需要加热以保证电解电容的正常工作温度。比如东北地区的户外UPS配备加热板。 电容器在过电压状态下容易击穿，但在实际应用中经常出现浪涌电压和瞬时高电压。特别是中国幅员辽阔，各地区电网复杂。因此，交流电网非常复杂，经常出现30%的正常电压，尤其是单相输入，相位偏差会加重交流输入的正常范围。试验结果表明，450v/470uf 105 ℃的普通进口2000小时电解电容器在1.34倍额定电压下运行2小时后会漏气，顶部会被冲掉。据统计分析，靠近电网的通信开关电源PFC输出电解电容故障，主要是由于电网的浪涌和高压破坏。电解电容器的电压选择一般用于二次降额，降低到额定值的80%是合理的。
3.生活影响因素分析 除异常失效外，电解电容器的寿命与温度呈指数关系。由于使用非固体电解质，电解电容器的寿命也取决于电解质的蒸发速率，从而导致电性能下降。这些参数包括电容、漏电流和等效串联电阻(ESR)。 参考RIFA预期寿命公式: PLOSS = (IRMS) x ESR ( 1) Th = Ta + PLOSS x Rth ( 2) Lop = A x 2小时(3) B =参考温度值(典型值85 ℃) A =参考温度下的电容寿命(根据电容直径而变化) C =将电容寿命减半所需的温升次数 从上面的公式可以看出，影响电解电容寿命的几个直接因素是纹波电流(IRMS)和等效串联电阻值(ESR)、环境温度(TA)、从热点传递到周围环境的总热阻(RTH)。电容内部温度高的点称为热点温度(th)。热点温度是影响电容器工作寿命的主要因素。以下因素决定了热点温度实际应用中的外部温度(TA)、热点到周围环境的总热阻(RTH)以及交流电流引起的能量损耗(PLS)。电容器的温升与能量损失成线性关系。 电容器充放电时，电流流经电阻会造成能量损失。电压的变化在通过电介质时也会造成能量损失。此外，所有这些损耗都会导致漏电流引起的能量损失，从而导致电容内部温度升高。 3.1设计考虑 在非固体电解质的电容中，电介质是阳极铝箔的阳极氧化层。电解质用作阴极铝箔和阳极铝箔的氧化层之间的电接触。吸收电解质的纸介电层成为阴极铝箔和阳极铝箔之间的隔离层，通过电极引入线连接到电容器端子。
通过降低ESR值，可以降低电容中纹波电流引起的内部温升。这可以通过使用几个电极引线、激光焊接电极等来实现。 ESR值和纹波电流决定电容的温升。使电容具有令人满意的ESR值的主要措施之一是，通常使用一根或多根金属电极引线来连接外部电极和芯包，以降低芯和引脚之间的阻抗。铁芯上的电极引线越多，电容的等效串联电阻值越低。借助激光焊接技术，可以在核心封装中增加更多的电极引线，使电容达到更低的ESR值。这也意味着电容可以承受更高的纹波电流，内部温升更低，这意味着电容可以具有更长的工作寿命。这也可以提高电容的抗冲击能力，否则可能导致内部短路、漏电流大、电容损失、ESR值上升、开路。 通过电容器芯封装与铝壳底部和芯封装中间的散热器之间良好的机械接触，电容器内部的热量可以有效地从铝壳底部释放到与之连接的底板上。
内部导热设计对电容器的稳定性和使用寿命至关重要。在RIFA的设计中，负极箔直接延伸到电容器铝壳厚度的底部。底部是核心封装的散热器，以便释放热点的热量。如果选择螺栓安装方式，电容安全安装在底板上(一般是铝板)，更全面的导热解决方案，热阻更低(rth。)即可获得。 使用带电极的酚醛塑料盖和与铝壳紧密接合的双专用密封垫，可以大大减少电解液的损耗。 垫片的电解液蒸发决定了电解电容器的工作时间，使用寿命长。当电解液蒸发到一定程度，电容就会失效(这个结果会因为内部温度升高而加速)。EVOX RIFA设计的双密封系统，可以减缓电解液的蒸发速度，使电容达到其长使用寿命。 这些特性确保电容在所需领域具有较长的工作寿命。 3.2.影响生活的应用因素 根据寿命公式，影响寿命的因素有:纹波电流(IRMS)、环境温度(TA)、从热点到周围环境的总热阻(RTH)。 1.涟波电流 纹波电流直接影响电解电容内部的热点温度。纹波电流的允许范围可查阅电解电容器手册。如果超出范围，可以并行求解。 2.环境温度和热阻 根据热点温度公式，电解电容器的应用环境温度也是一个重要因素。应用时可考虑环境散热方式、散热强度、电解电容与热源的距离、电解电容的安装方式。 电容器内部的热量总是从温度较高的热点传递到周围温度较低的部分。热传递有几种方式:一种是通过铝箔和电解液。如果电容安装在散热器上，一部分热量也将通过散热片传递到环境中。不同的安装方式、间距、散热方式会影响电容对环境的热阻。从“热点”到周围环境的总热阻用RTH表示。电容通过夹具安装安装在热阻为2 ℃ /w的散热器上。所得电容的热阻为RST = 3.6℃/w；电容采用螺栓安装法安装在2 ℃ /w散热器的热阻上，强制风冷速率为2m/s，得到的电容热阻为RST = 2.1 ℃ /w(以peh200oo427am电容为例，环境温度为85 ℃)。 另外，延长阴极铝箔与电容器铝壳直接接触是降低热阻的好办法。同时需要注意的是铝壳会是负极，不能作为负极连接。
电容器必须正确安装，以达到其设计工作寿命。例如，RIFA peh169和peh200系列应该垂直向上或水平安装。同时，确保安全阀朝上，以便在电容器出现故障时，热电解液和蒸汽能够顺利从安全阀中排出。 当电容排列紧凑时，相邻电容器之间应至少留出5毫米的间隔，以确保适当的气流。用螺栓安装时，螺母扭矩的控制非常重要。如果螺丝太松，电容和散热片不能紧密接触；如果拧得太紧，可能会损坏螺纹。同时需要注意的是，电容器不能倒置安装，否则螺栓可能会断裂。 安装电容器时，应远离发热元件，否则过高的温度会缩短电容器的使用寿命，使电容器成为整个电路中寿命较短的元件。在环境温度较高的情况下，应尽可能采用强制风冷，电容应安装在进气口处。 3.频率影响 如果电流由基频和多个谐波组成，必须计算每个谐波产生的功率损耗值，并将计算结果相加，得到总损耗值。 在高频应用中，电容两端的引线应尽可能短，以降低等效电感。
电容器的谐振频率(FR)因电容器类型不同而不同。对于焊接板和螺栓连接的铝电解电容器，谐振频率在1.5千赫至150千赫之间。如果电容器的使用频率高于谐振频率，则外部特性很敏感。 4结论 总之，为了避免异常故障，选择正确的应用条件和环境可以保证电解电容器的寿命。
