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      5V2A電源適配器輸出電容的紋波測試及壽命推算

      2019-07-02

      測試對象:5V2A電源適配器,輸出通常是π型濾波電路,如下圖,因此對C4(1000uF/10V)的紋波進行專門的測試。

      image.png


      測試方法:

      測試不同負載條件下,流過C4的交流電流的有效值。

      測試儀器:

      示波器:Keysight DSOX3034,350MHz,3.5GSa/s

      電流探頭:Cybertek DP6150A,兩個檔位5A(1V/A),30A(0.1V/A)

      電子負載:Chroma 6312A

      測試結果:

      image.png

      image.png

      image.pngimage.png

      電解電容器的數據手冊中紋波電流在100KHz條件下測試的數據是625mA,壽命對應爲2000h,如下截圖:

      image.png

      紋波電流系數如下:

      image.png

      以我們的實際應用條件,即30%負載來測量,頻率爲20KHz左右,紋波電流爲977mA,估算壽命。參考NCC的壽命計算公式:

      Lx= Lo*2(To-Tx)/10*2 (T o-Tx)/5,其中

      Lx (hrs):計算壽命;Lo (hrs):最大溫度時保證的壽命,此處爲2000h

      To ():最大允許環境溫度,105℃;Tx ():實際環境溫度,實測約51.8℃(測試條件是室溫,0.55A實際負載條件,運行2.5h),因爲將外殼的底部去掉了,增強了散熱,所以該數值取55℃;

      image.png

      To ():額定紋波電流發熱溫升,取5℃(NCC相關資料說明,對于125℃和大部分105℃的電容器,⊿To=5;對于85℃的電容器,⊿To=10);

      Tx ():實際紋波電流發熱溫升,⊿Tx=(實際紋波電流/額定紋波電流) 2 *To

      所以,根據實際測試結果,實際紋波電流爲977mA,乘以紋波電流系數0.98,額定紋波電流是625mA,得到

      Lx= Lo*2(To-Tx)/10*2 (T o-T)/5=2000*2(105-55)/10*2 {[1-(977*0.98/625)^2]*5}/5=2000*25*2-1.35

      =2000*12.55=25100hrs,約2.87年。


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