电源寿命及可靠度探讨分析

本文主要讨论电解电容Life time验证与寿命评估。

铝质电解电容(aluminum electrolytic capacitor)受使用条件(温度，负载等)的影响很大，长时间的运作之下，其电容值减小且损耗角(tanδ）增加，而影响其使用寿命。这种现象主要是由电容中电解质的扩散效应(diffusion effect)所导致，即电解质扩散到外封材料进而散溢到外部。一般铝质电解电容寿命可使用Arrhenius定律(化学扩散反应速率)为基础来估算，于一段时间后逐渐干涸造成容值下降/内阻(ESR)上升而造成电容损坏。当环境温度增加10℃，其寿命会减少一半，反之，如温度降低10℃，其寿命会增加1倍。

(1)初期故障期间

为了防止初期故障，在成品出货之前已筛选出不良零件和做过老化测试，因此S.P.S.交给客户时大都已进入偶发故障期间。

(2)偶发故障期间

产品稳定度与其信赖度（MTBF）有关，基本上故障率都很低，但是偶发期间的故障率与使用者的安装和工作条件（环境温度、减额、通风、振动）有关。

(3)耗损故障期间

偶发故障期后产品即进入耗损故障期间，此时大都属于零件的老化(如风扇、电解电容器)。

使用寿命(life time)与负载(load)及温度之关系

依上述浴缸曲线来探讨，对于偶发故障期间之信赖性与使用者安装或应用条件（环境温度、减额、通风、振动）有关。先屏除其他外在影响条件，以环境温度(Tamb.) 或产品机壳温度(Tcase)与负载条件执行产品寿命分析探讨。

明纬产品寿命验证是以国际知名电解电容制造商提供的计算方式为根据，以CLG-150机型为例，为全灌胶机种, 其设计输出电容采用10000小时@105℃之日系品牌铝质电解电容，其电容寿命V.S 负载V.S温度之关系说明如下。

使用寿命与负载及环境温度之关系. : 如图(一)

使用寿命与负载之关系，当环温为55℃时，负载操作于100% 其寿命约为35Khrs；当负载减额至75%使用，其寿命约为57Khrs，也就是当负载减额使用至75%，寿命可提升1.6倍。

使用寿命与环温之关系，当负载操作于75% LOAD，其环境温度操作于55℃其寿命约为57Khrs；当环境温度下降至45℃，其寿命约增加1倍为114Khrs。

使用寿命与机壳温度之关系 : 如图(二)