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深圳智成電子作為TDK電容授權(quán)代理商，經(jīng)常用客戶咨詢有沒(méi)有推算電容器壽命的方法。一般來(lái)說(shuō)，陶瓷電容器的加速度實(shí)驗(yàn)是通過(guò)對(duì)電壓和溫度的加速來(lái)進(jìn)行的。并以實(shí)驗(yàn)中測(cè)定的溫度電壓等數(shù)據(jù)作為參數(shù)運(yùn)用下面的加速公式推算出產(chǎn)品在實(shí)際使用環(huán)境下的使用壽命。
下面的加速公式是基于阿列紐斯法，利用電壓加速系數(shù)（※1）及反應(yīng)活化能（※2）推算。
在此公式的基礎(chǔ)上，通過(guò)在更為嚴(yán)苛的條件(更高溫、更高電壓)下進(jìn)行加速試驗(yàn)，可推算出產(chǎn)品在實(shí)際使用環(huán)境下的使用壽命。
為了簡(jiǎn)化計(jì)算，我們也會(huì)通過(guò)如下的加速計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。
在試驗(yàn)溫度為TA時(shí)的故障率是標(biāo)準(zhǔn)溫度TN時(shí)的故障率的1/2（或者是2 倍），我們將其溫度差θ（=TA-TN）稱作溫度加速系數(shù)。 我們把加載電壓固定，將溫度設(shè)為參數(shù)來(lái)進(jìn)行MlCC的試驗(yàn)樣本的壽命試驗(yàn)，把各個(gè)溫度條件下的試驗(yàn)結(jié)果（故障率）通過(guò)計(jì)算公式計(jì)算出溫度加速系數(shù)。
在此，我們一起來(lái)比較一下陶瓷電容器的加速試驗(yàn)與實(shí)際產(chǎn)品使用的假定環(huán)境。我們將電容器的加速試驗(yàn)中將耐久試驗(yàn)時(shí)間視為L(zhǎng)A，將實(shí)際使用環(huán)境下的相當(dāng)年數(shù)視為L(zhǎng)N，用于上述公式。
| 耐久試驗(yàn)條件 | 假定使用環(huán)境 | 電壓加速系數(shù) | 溫度加速系數(shù) | 相應(yīng)年限 |
|---|---|---|---|---|
| TA＝85°C VA＝20V LA＝1000h | TN＝65°C VN＝5V | n＝3 | θ＝8 | LN＝?h |
這樣，我們即可通過(guò)在85°C、施加20V電壓的環(huán)境下進(jìn)行了1000h的耐久試驗(yàn)，推算出在65°C、施加5V電壓的環(huán)境下產(chǎn)品使用年限為362039h（≒41年?。Ｓ?jì)算中使用的電壓加速系數(shù)、溫度加速系數(shù)會(huì)由陶瓷材料的種類及構(gòu)造產(chǎn)生不同，但通過(guò)加速計(jì)算公式可在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)利用試驗(yàn)結(jié)果來(lái)驗(yàn)證長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際使用環(huán)境中的產(chǎn)品使用壽命。
※1 電壓加速系數(shù)的推算方法的相關(guān)說(shuō)明
在推算陶瓷電容的產(chǎn)品壽命時(shí)，我們把實(shí)驗(yàn)溫度固定，將加載電壓設(shè)為參數(shù)來(lái)進(jìn)行MlCC的試驗(yàn)樣本的壽命試驗(yàn)。把各個(gè)加載電壓下的試驗(yàn)結(jié)果（平均壽命MTTF）通過(guò)韋伯分析方法近似推算加載電壓對(duì)數(shù)與平均壽命對(duì)數(shù)的斜率，并將其作為電壓加速系數(shù)。
※2 反應(yīng)活化能的推算方法的相關(guān)說(shuō)明
和上述溫度加速系數(shù)的推算方法類似，我們把加載電壓固定，將實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)為參數(shù)來(lái)進(jìn)行MlCC的試驗(yàn)樣本的壽命試驗(yàn)。把各個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度下的試驗(yàn)結(jié)果（平均壽命MTTF）通過(guò)韋伯分析方法近似推算溫度（絕對(duì)溫度）的倒數(shù)與平均壽命對(duì)數(shù)的斜率，并將其作為反應(yīng)活化能。
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