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標題: 盘点电子产品中的短命鬼(上篇) [打印本頁]

作者: admin 時間: 2019-12-4 17:53
標題: 盘点电子产品中的短命鬼(上篇)
T1：代表该电容所标明的最高事情温度日本藤素,（比方上面所说的125℃）；

T2：代表现实利用的温度（比方85度等等）；

假如一颗最高事情温度为125度的铝固体聚合物导体电容，在85度下事情，那末它的寿命，经由过程计较咱们可以得出L2=1000x10的2次方=100000小时，也就是说约莫能事情11年摆布。

(2) 电解电容寿命计较公式：

L2=L1×2^[（t1-t2）/10] 字符代表的寄义同上述。

假如一颗最高事情温度为125度的铝电解液电容，在85度下事情，那末它的寿命，经由过程计较咱们可以得出L2=1000x2的4次方=16000小时，也就是说约莫只有不到2年。

由上图可知，温度对铝固体聚合物导体电容寿命影响的幅度还要更大，但因为其寿命基数大，以是绝对寿命要远跨越铝电解液电容。

2、超等电容

超等电容也是电子产物的短寿鬼中的一员，且超等电容同时受温度、电压、电流等身分影响。每一个电容的厂家都有一个估算寿命的履历值，比方下图2是松下超等电容的寿命估算公式，其寿命界说为：电容容量削减30%，内阻比初始值大4倍，可是这其实不代表此时超等电容没法利用，对付一般的容量要乞降内阻请求不高，比方掉电后备电源等，仍是可以继续利用的。

图2：松下超等电容寿命估算公式

图3是海内某厂家的超等电容的估算公式，厂家同时斟酌了温度和电压对寿命的影响，估算仍是比力靠谱的。比方最高利用温度70℃，额定寿命1000H，额定电压2.7V，现实利用温度为50℃，现实事情电压2.5V时，其寿命为：10562H，约莫为1.2年。

图3 ：海内某厂家的超等电容的估算公式

3、光耦的寿命估算

光耦的寿命厂家的规格书一般都没有给出来，可是设计者对付光电耦合器的事情寿命仍是有所疑虑，缘由是LED的光输出功率会跟着时候减低，光功率的低落则可能会引发光电耦合器毛病事情和靠得住性问题。咱们参考闻名的光耦厂家AVago 对付光耦的寿命的估算法子。厂家以估算LED寿命为参考：

LED的预估现场事情寿命=加快系数 AF × 压力测试小时数

方程 (2)以AF作为乘数，斟酌利用一个Avago光电耦合器压力数据前提作为数值典范：顺向电流IF=20mA，温度125oC，LED为AA类型，于1,000小时压力测试时候测得的CTR劣化为99.2%，若是光电耦合器的利用前提为IF=5mA (假如100%占空比事情)，情况温度为60oC，AF可以计较为：

LED的预估现场事情寿命为 AF × 压力测试小时数 = 184.7 × 1,000 = 184,767 小时，约即是21年，此为劣化至99.2% CTR的AA类型LED预估现场事情时候，经由过程计较出AF值，所有压力测试数据点均可以映照到LED的预期现场事情寿命。

咱们在看厂家给出的下图的寿命影响曲线，从曲线可以看出，一般说来，最大化LED事情寿命时有三个根基斟酌身分：

一、利用较小的LED顺向电流IF

二、利用较低的占空比(低于10瑜珈襪,0%)

三、情况温度低于125℃

图4 ：分歧事情前提下光耦寿命的影响

综上所示，把光耦放到短寿鬼的阵列其实是冤枉他，活个二三十年没有问题，相对付其他元器件短短的几千小时，这货就是电子元件中的王八，列位设计者可以安心地用。

4、继电器的寿命估算

电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等构成的。只要在线圈两头加之必定的电压，线圈中就会流过必定的电流，从而发生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的感化下降服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而动员衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消散，衔铁就会在弹簧的反作使劲返回本来的位置，使动触点与本来的静触点（常闭触点）开释。如许吸合、开释，从而到达了在电路中的导通、堵截的目标。可见，继电器内部存在的机器活动，是制约其寿命的重要身分，权衡继电器的寿命有两个参数，一：机器寿命；二：电气寿命。

机器寿命：指不向继电器通电，向操作线圈加线圈电压，是其依划定的机器性最大事情频率事情室的动作次数。

电气寿命：是指向触点毗连额定负载，向操作线圈施加额定电压，通断的次数。

上述两个寿命的指标重要区分就是是不是接负载。这两个参数一般规格书中会给出来，比方，以松下的DSP1A12 继电器为例，机器寿命为5x10^7 次，电气寿命为10^5.

可是上述的寿命评估都是在额定电压、额定负载的环境下评估的，现实咱们在设计进程，还要参考厂家给出的此外两个寿命曲线举行降额设计。以下图5，左图是交换应历时的曲线图，继电器的寿命和电流负载、功率因数有关。有图是直流利用是的寿命曲线图，寿命和电流负载、负载时阻性仍是感性负载有关。现实设计中，咱们应当还要做0.7的系数的降额比力保险。比方假如咱们的产物寿命请求3年，额定负载是DC24V/1A，装备1分钟通断一次。按照寿命曲线，估算次数为100x 10^4，算上降额系数0.7. 寿命次数为100x 10^4x0.7=700000次，折算寿命为1.3年，上述的继电器就没法知足咱们的设计寿命。

图5：左：交换利用是寿命曲线图

右：直流利用曲直线图

5、钮扣电池寿命估算

钮扣电池的利用很是遍及， RTC电路、掉电备份等，根基上所有的略微繁杂一点的体系城市用到它，它也是电子产物中的短寿鬼之一。咱们以松下的一款钮扣电池来阐明。钮扣电池的一般利用道理图以下图6，此中，B是钮扣电池，R是限流电阻，该电阻的存在通常为为了避免回路短路、高电压打击等，数值一般以K为单元。D一、D2是二极管，构成为了正常上电时由电源供电，掉电时有电池供电。

按照松下供给的设计引导，钮扣电池和一般的电子元件计较寿命还纷歧样，其焦点就是选择二极管和电池容量。进程以下：

1) 假如产物的钮扣电池的设计寿命是5年，负载是一个RTC时钟芯片，额定功耗2.5V~3.3V/10uA，且产物50%时候是有钮扣电池供电。计较5年所需的起码电量为：(10uA/10^3)mA*24H*365D*5*50%=219mAH;

2) 规格书中请求，二极管的泄漏电流和反向电流损耗的功率不克不及大于电池总用量的3%。以是电池容量必要：219mAH*（1+0.03）=226mAH；

3) 规格书中提到，每一年电池容量天然损耗约占总容量的0.5%，则5年最少必要2.5%，以是电池容量必要：226mAH*（1+2.5%）=232mAH；

4) 斟酌到温度、湿度等其他情况前提，电池一般必要降额0.7利用，以是电池容量必要：232mAH/0.7=331.5mAH；以是，钮扣电池容量最少要331.5mAH才能包管5財神娛樂城, 年的利用。可以选用500mAH的电池。

5) 再计较二极管的泄漏电流和反向电流：500mAH*3%/（5Y*365D*24*0.5）=0.68uA，也就是二极管的泄漏电流和反向电流总和不克不及跨越0.68uA。

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