汽车级(AEC-Q200)电解电容寿命分析
2019-06-05 08:27来源:我爱汽车网阅读量:

做电子的,不管什么时候都免不了和电容电阻打交道,毕业第一家公司有家电业务,库里物料种类很全,只是那原来项目选型来使用,没怎么选过电解电容,也没有太深入的了解,只是对一些关键的地方,需要选用长寿命的电解电容,感觉使用的好多都是8000h-10000h的寿命,因为听老员工说吃过电容失效的亏,但是前些天看自己的BOM时,竟然发现自己电控上的电解电容竟然2000h寿命,感觉太可怕了,瞬间就被震惊了(忽略我的知识面窄),就立马调出电解电容的Datasheet,竟然都通过了AEC-Q200汽车级认证,此时我就已经对自己提出电容寿命不足的发言后悔了,还是相信AEC-Q的认证的。

基于这里,我也就没闲着,开始找资料,从最开始的赫赫有名的黑金刚、红宝石入手,于是我就开始了自己的探索。

以前好多公司库里的品牌已经不记得了,但原来做项目选用过台湾的冠坤的电容,就特意去网上找了一下资料,这不,就有了这篇文章和大家分享,首先说明一下,文章的对比并不太严谨,主要考虑的是在应用方面大家应该注意点,如果有错误请各位指出共同学习,如果有正式的研究报告或者是论文,大家可以一起讨论研究。

首先,在尼吉康的一份电解电容技术说明中我找到了这个寿命推测一览表,但这个是商业级和工业级的说明,我们在这里仅供参考,不做更多技术说明。整份文档我也已经放有连接:公众号中回复:EV2即可得到。

图1电解电容寿命推测表

图2冠坤网站上搜到的长寿命的电解电容

汽车上其实一直都排斥电解电容,因为电解电容随着时间电解液蒸发,容量会降低,严重者会失效,陶瓷电容容量又比较小,又不能完全取代。汽车的三电部分又是八年十五万公里保修,车厂对我们电控的寿命也有严格的要求。

接下来我们就大致对比一下汽车级的电解电容和常规的电解电容。为了保持一致性,我们采用尼吉康的UUE系列的电解电容与UCB系列电容来进行对比,

图3尼吉康UCB与UUE系列对比

图4尼吉康非汽车级电容参数

图5尼吉康非汽车级纹波电流

图6尼吉康汽车级电容参数

图7尼吉康汽车级电解电容纹波电流

接下来;我们分别对两个电容的寿命,分别在工作环境温度55℃、65℃和85℃下对比参数。

图8尼吉康汽车级与非汽车级电容寿命对比

从图中可以看出,随着工作环境的恶劣,非汽车级和汽车级相差越来越大,并且通过对比UCB系列的额定纹波电流是在105℃ 120Hz下,而UUE系列的额定纹波电流是在125℃ 100KHz下,如果在高频情况下UCB的寿命会更短,UCB系列在规格书上的补正系数中最高也就是10KHz。

综上:我们在三电的电源电路设计中,如果用到电解电容,我们尽量去选用汽车级器件,不要为了省几毛钱而为自己挖坑,因为,三电的工作环境远比家电类和工业类可比。

下面几个图是铝电解电容器的寿命计算和仿真结果,供大家参考。

图9 UEE系列55℃下寿命


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