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電解コンデンサの寿命・症状・計算方法・原因|ニチコン

Author nopic iconmasakanomarble
カテゴリ:ガジェット

初回公開日:2018年03月18日

更新日:2020年02月14日

記載されている内容は2018年03月18日時点のものです。現在の情報と異なる可能性がありますので、ご了承ください。

また、記事に記載されている情報は自己責任でご活用いただき、本記事の内容に関する事項については、専門家等に相談するようにしてください。

電解コンデンサの寿命・症状・計算方法・原因|ニチコン

未使用の場合電解コンデンサの寿命はどのくらい?

安価で大容量なのがメリットの電解コンデンサーですが、比較的寿命が短い部品でもあります。

その寿命、実際にはどのぐらいのものなのでしょうか。各メーカーごとカタログには「規定寿命」というものが載っています。個別の寿命は後でご紹介しますが、105℃で使用した時に2000時間という推定寿命を上げている部品が多いです。

2000時間と言うと1日3時間使用するものでは2年弱、1日8時間使用するものでは250日ですから1年と経たずに寿命を迎えてしまうことになります。ただしこれはあくまで105℃の環境で使用した場合です。

電解コンデンサの寿命を計算してみよう

先ほど一般的な推定寿命を105℃で使用した時に2000時間とご紹介しましたが、使用温度というのは使われる場所や取り付ける部品によってだいぶ違ってきます。室温とあまり変わらない温度でしか使わない場合もありますし、取り付ける機器によっては高温になることもあります。

使用温度を考慮した、推定寿命については計算方法があるのでご紹介します。実際に電解コンデンサを使用するときには、各メーカーのカタログや取扱説明書を参考に寿命を推定してください。

アレニウスの定理について

電解コンデンサの寿命は、温度に大きく影響されます。この電解コンデンサーと温度の関係に関してはアレニウスの法則というものがあります。使用する温度が10度下がれば寿命が2倍になり、10度上がると寿命が1/2になるという法則です。

電解コンデンサの計算式

電解コンデンサの寿命は、カタログにのっている「規定寿命」と「カテゴリ上限温度」、実際に使用する際の温度によって予測できます。推定寿命を計算する式をご紹介します。また、カタログにはその他の条件や、計算式がのっていることもあります。その場合にはメーカーのカタログ値を優先してください。

計算式

L=L0×2^((Tma-Ta)/10)
※^はべき乗

L:推定寿命
L0:規定寿命
Tmax:カテゴリ上限温度
Ta:使用温度

式の説明

少しわかりづらい式でしょうか。まず 、推定寿命Lは予想される寿命のことで今から計算する結果になります。電解コンデンサのカタログを見ていただくと、例えば型番の下の目立つところに85℃、2000時間などとかいてあったり、耐久性の欄に105°、1000時間などのという数字が書かれています。

85℃とか105℃といったの温度の方を上限温度、1000時間や2000時間といった時間の方を規定寿命として式に当てはめてください。周囲温度というところには実際に使う温度を当てはめます。

例えば105°、2000時間の電解コンデンサーを65°で使用した場合の推定寿命は以下のように計算されす。32,000時間というと、1日8時間使うとすると約11年です。

2000×2^((105-65)/10)=32000時間

85℃品とか105℃品って?

電解コンデンサの説明を見ていると、85℃品や105℃品といった表現を目にすることがあります。この数字は何を示しているのでしょうか。

85℃とか105℃品ってなに?

この数字はカテゴリ上限温度のことです。電解コンデンサはカテゴリ上限温度を85°または105°と規定した物が多くなっています。少し特殊ですが高温に対応した125°や130℃といった製品もあります。

上限温度が高いほうが長寿命なときも

例えば85℃、2000時間と105℃、1000時間の製品があったとしましょう。使用温度が85°を超えていたら当然105℃品ことを選択することになります。では寿命の長いものを選びたい場合はどうでしょう。2000時間の使用が保証されている85℃品でしょうか。

使用温度によっては85℃で2000時間よりも、105°で1000時間の方が寿命が長くなる場合があります。実際に計算してみましょう。

85℃、2000時間の場合
2000*4=8000

105℃、1000時間の場合
1000*16=16000

となります、いかがでしょうか105℃、1000時間の方が長寿命という結果になりました。

なんで電解コンデンサの寿命って短いの?

なぜ電解コンデンサの寿命はそれほどまで短いのでしょうか。その原因は電解コンデンサーの構造にあります。

電解コンデンサの構造って?