铝电解电容的寿命计算（纹波电流法）手把手教你
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℃
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