Динамо-машины  Моделирование транзисторов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [ 23 ] 24 25 26 27 28 29 30 31

L определяется, как время, в течение которого паоамет-ры ЭК находятся в пределах определенных допусков. У каждой фирмы производителя значения допусков свои. К1РАтак определяет предельное состояние ЭК:

Изменение емкости более 15%

Увеличение tanS более чем в 1.3 раза

Увеличение ESR более чем в 2 раза

Когда большое количество ЭК (назовем его Ы) испыты-вается при заданных условиях, то через определенное время некотооые параметры ЭК подойдут к своему предельному значению. Количество ЭК, сохраняющих свои параметры в пределах допусков - R(t), будет со временем становиться все меньше в соответствии с выражением:

R(t}=N.e- (5.4)

где I - частота отказов.

Вероятность отказа F(t) можно определить как:

F(t)=1-5(t)=1-e* (5.5)

где S(t) - вероятность, что 1 конденсатор прослужит время t.

Можно также определить зависимость срока службы от вероятности отказа следующим образом:

L,p=1A*lr gt;1/(-F) = m*ln1/(1-F) (5.6)

где т - среднее время между отказами.

Lp и А, экспоненциально зависят от температуры: \- возрастает, а - снижается.

Упрощенное выражение для А, выглядит следующим образом:

Х=2.5*Ю*2- (5.7)

Для 105 deg;конденсаторов в показателе степени надо заменить 85 на 105.

Пример: Рассчитать температуру нагрева ЭК диаметром 50мм при условии, что он работает на предельном напряжении (и=и) и срок службы должен быть не менее 5 лет.

Решая формулу 5.3 для Т, получим:

Ths = 85--- = 81

6. Электрическая модель электролитического конденсатора

Упрощенная эквивалентная электрическая схема ЭК приведена на рис. 6.1.

Ток утечки 1 может быть определен, как омический ток при рабочем напряжении, не превышающем предельного значения. Данная модель может быть использована при расчетах на PSPICE с достаточной степенью точности.

Рис. 6.1

L - суммарная индуктивность выводов

R - суммарное омическое сопротивление выводов, фольги и электролита

RI - сопрошвление утечки

7. Тепловая модель электролитического конденсатора

Токи перезаряда конденсатора вызывают потери на его омическом сопротивлении. Потери также создаются за счет тока утечки и изменения напряжения на диэлектрике. Эти потери проявляются в повышении температуры ЭК -ДТ, пропорциональном мощности потерь Р.

AT=R *P

где - тепловое сопротивление конденсатора.

Наиболее нагретая точка ЭК имеет температуруТ,. Обычно эта точка расположена в геометрическом центре ЭК. Тепло распространяется во все стороны через электролит, фольгу, выводы, корпус и т.д. Обозначим R - тепловое сопротивление точка перегрева - корпус , а R,. - тепловое сопротивление корпус - окружающая среда . Если ЭК установлен на теплосток, появляется тепловое сопротивление корпус -теплоотвод R, зависящее от размера, формы теплостока и конвекции воздуха.

Tt Rthht

CthlJ.,

ФЬа Tt Rthht The

-@ @4ZZhr-@

Rthhc

Rtbca

Rthhc Rthcc

Cth2

% Та

Та copy;

Rthca

Rthbe

Рис. 7.1

На тепловые режимы при импульсном характере работы влияние оказывает также тепловая емкость конденсатора Ц, которая зависит от массы и материала ЭК. В модели ЭК такую емкость можно было бы установить параллельно каждому сопротивлению. Однако емкостью, параллельной R,,., можно пренебречь благодаря низкой теплоемкости воздуха.

На рисунке (7.1) приведеныэквивалентныетепловыесхемы для случая естественного охлаждения (слева) и уаанов-ки ЭК на радиатор (справа). Tt - температура выводов конденсатора. Температура корпуса Тс измеряется в точке, противоположной выводам.

В таблице, приведенной ниже, даны значения тепловых сопротивлений для различных размеров ЭК фирмы RIFA при естественном охлаждении конденсатора.

Приведенные цифры являются основными данными для расчета нагрева ЭК, в какой бы схеме он не работал. К сожалению, в каталогах большинства фирм-производителей (и в отечественных ТУ тоже) мы не находим необходимых тепловых характеристик.

8. Параллельное и послеповзтельное соединение ЭК

Соединение ЭК используется для повышения емкости, увеличения допустимого напряжения или тока пульсаций и