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导电性高分子アルミ电解コンデンサ故障?寿命について

Polymer Al Capacitor

主な故障モード

贰颁础厂シリーズの故障モードは、エージングによる「オープンモード」が主体です(1)
弊社工程で十分なデバッキングとスクリーニングを実施しているため、基本的に故障発生の可能性が低く、特性は安定していますが、故障発生の可能性はゼロではありません。また、许容以上の负荷がかかるなど过酷な条件下では、ショートモードが発生する可能性があります(2)。

  • (1)磨耗故障 : 静電容量の低下によるオープンモード

    高温环境下で电解质(高分子)の劣化が进行して静电容量が规格値から外れた状态になり、最终的にはオープンモードに至ります。これが贰颁础厂シリーズの寿命にあたります。
    贰颁础厂シリーズは导电性高分子を使用しているため、ドライアップ故障が発生する电解液タイプの従来型电解コンデンサよりも寿命が长いという特徴があり、2000年の事业化以降、多くのお客様に问题なくご使用いただいている実绩があります。

  • (2)偶発故障 : 漏れ電流が大きくなることによるショートモード

    回路上で许容以上の负荷(热的ストレス/电気的ストレス/机械的ストレス)が突発的に掛かることで、ごく稀に诱电体酸化皮膜の絶縁破壊を引き起こしショートモードに至ります。

市场での故障モードについて

市场における故障モードは主にオープンモードです。

摩耗故障の推定寿命

导电性高分子アルミ电解コンデンサは、周囲の温度や湿度などの使用条件によりゆっくりと劣化します。
具体的には、内部构成部材である酸化アルミニウム(诱电体)、および导电性高分子、カーボンペーストなどの有机成分の电気化学反応によって、静电容量の减少、贰厂搁の増加となって现れます。

図1 静电容量と贰厂搁のエージング劣化による変化

エージングによる静电容量の减少と贰厂搁の増加は、模式図的には下図のように、电気化学反応にて生じた生成物により电极の活性面积减少や层间の接触面积减少によって引き起こされます。

図2 时间と活性表面减少の関係(モデル)

このように、一定数贰厂搁や静电容量が劣化した状态をコンデンサの寿命と定义すると、その寿命に达するまでの时间の推定も可能です。
温度依存性については反応速度论すなわちアレニウス则に従い、电圧依存性についてはアレニウス则から拡大したアイリング则に基づきます。

ムラタでは、この信頼性ロジックに基づいてオリジナルの推定寿命计算シミュレーションツールをご提供しています。
このシミュレーションによって実际の使用环境下における静电容量/贰厂搁の劣化度合いを予测し、设计に反映していただくことが可能です。

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