開關電源中電解電容壽命預測分析

俞 珊，徐志望，董紀清

(1.福州大學至誠學院，福州350002；2.福建睿能科技股份有限公司，福州350002；3.福州大學電氣工程與自動化學院，福州350116)

開關電源中電解電容壽命預測分析

俞 珊1，徐志望2，董紀清3

(1.福州大學至誠學院，福州350002；2.福建睿能科技股份有限公司，福州350002；3.福州大學電氣工程與自動化學院，福州350116)

在開關電源產品中，電解電容是不可或缺的關鍵儲能與電能變換元件。然而，在高紋波電流、高溫的功率變換應用場合中，相對于其他電子元器件，電解電容的壽命是最短的。因此，電解電容是制約電源產品使用壽命的關鍵元件。首先從電解電容的內部結構與失效機理出發，指出溫度是影響電解液揮發速率的最重要影響因子，并分別分析環境溫度與紋波電流對電解電容使用壽命的影響。最后，以一臺240 W高頻開關電源樣機中PFC母線電解電容為例，通過兩種方式測量電容內部溫升，測算的電容使用壽命滿足產品整機規格要求。

電解電容；失效機理；阿氏模型；壽命預測

近年來，隨著開關電源朝著高功率因數、高變換效率和高功率密度以及高頻化、小型化、模塊化、數字化方向發展，高頻開關電源市場得到了良好的推廣應用，但在可靠性驗證與產品壽命保證等方面，仍存在一些不確定性。隨著工業自動化與信息化技術高度緊密地融入國民經濟生活的各個環節，具有“心臟”之稱的開關電源是確保所有電子系統設備正常安全運行的核心部件。開關電源的故障會導致電子系統設備陷入異常或癱瘓狀態，從而造成經濟損失，甚至在醫療、金融、通訊、軍事等關鍵應用領域還會造成人身財產傷亡等不良后果。……