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JPH0583168B2 - - Google Patents
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JPH0583168B2 - - Google Patents

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JPH0583168B2
JPH0583168B2 JP63021057A JP2105788A JPH0583168B2 JP H0583168 B2 JPH0583168 B2 JP H0583168B2 JP 63021057 A JP63021057 A JP 63021057A JP 2105788 A JP2105788 A JP 2105788A JP H0583168 B2 JPH0583168 B2 JP H0583168B2
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JP
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voltage
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pulse
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Nippon Chemi Con Corp
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Nippon Chemi Con Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電解コンデンサの製品化最終処理
として陽極側電極の化性酸化皮膜の修復、特性の
安定化および均一化のために施される電解コンデ
ンサのエージング方法に関する。
〔従来の技術〕
一般に、電解コンデンサは、表面に誘電体酸化
皮膜を持つ陽極と、誘電体酸化皮膜を持たない陰
極とを、両極間にセパレータを介在させて対向さ
せるとともに、電解液を含浸させて外装ケースに
封入したものである。陽極および陰極には、共に
エツチング処理されたアルミニウム箔などが用い
られるが、陽極にはその表面に化成処理によつて
誘電体酸化皮膜が形成されている。そして、これ
ら陽極および陰極は、内部リードがステツチ加工
などによつて接続されるとともに、所定の長さに
裁断された後、セパレータ紙を挟んで陰極ととも
に円筒状の電解コンデンサ素子として巻回され、
電解液の含浸の後、外装ケースに封入されるので
ある。
このような機械的な加工を経た陽極は、内部リ
ードの接続、裁断および巻回などによつて機械的
加工や機械的応力を受け、その地金部分の露出な
いし誘電体酸化皮膜に欠損を生じるのである。こ
のような欠陥を持つ陽極では、電解コンデンサの
特徴的な機能である自己修復作用のみに任せたの
では、特性の安定化、均一化が得られず、それを
補償する最初処理として、欠損部分の誘電体酸化
皮膜を修復して特性の安定化処理としての再化成
処理であるエージング処理が行われる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来、エージング処理は、電流制御素子に抵抗
および定電流素子を用いて、電解コンデンサの定
格(低圧、中圧および高圧)、電解液の種類、容
量などに対応するエージング電圧およびエージン
グ電流を設定し、接続した電圧および電流によつ
て行われている。すなわち、エージング前の電解
コンデンサは特性のばらつきを持つていることか
ら、個々の電解コンデンサに対し、そのばらつき
に対応したエージング入力を加えることが望まし
いが、生産レベルで個々の電解コンデンサについ
て、エージング入力を変えることは非常に困難で
ある。また、エージング時間を早めるために、エ
ージング入力を高くすると、特性のばらつきによ
る電解コンデンサの発熱や急激な化学変化による
内部圧力の増大が生じ、破壊するおそれがある。
そこで、生産ラインでは、複数の電解コンデンサ
に対応する電流制御手段を共通化するとともに、
エージングの安全性を高めるため、エージング処
理は低電流からエージングを開始し、時間によつ
て電圧や電流を加減するため、エージング処理時
間が長時間化する傾向があつた。
従来、エージング処理時間を短縮したエージン
グ方法として、特公昭62−56648号「電解コンデ
ンサのエージング方法」がある。このエージング
方法ではエージング処理を間欠的に行い、放電処
理を行う点で特徴的であるが、エージング処理そ
のものは、連続的な電圧、電流を用いているた
め、エージング処理時間が依然として長いという
欠点がある。
そこで、この発明は、電解コンデンサに対する
エージング入力を電気的なフアクタを制御してエ
ージングの最適化を図り、エージング時間の短縮
化とともに、製品の均一化、安定化など再化成特
性を改善した電解コンデンサのエージング方法を
提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明の電解コンデンサのエージング方法
は、第1図および第2図に例示するように、封止
後の電解コンデンサに、同一の高レベル区間と低
レベル区間とを交互に繰り返す同一周波数のパル
ス電圧またはパルス電流を連続して供給してエー
ジング処理を行なうことを特徴とする。
〔作用〕
この電解コンデンサのエージング方法において
は、封止後の電解コンデンサに対し、エージング
入力として同一の高レベル区間と低レベル区間を
交互に繰り返す同一周波数のパルス電圧またはパ
ルス電流を連続的に供給している。このため、電
解コンデンサには、そのパルスの形態に応じて周
期的、間欠的な形態で電圧又は電流のレベルに応
じたエージング電流が流れる。エージング入力の
下限レベルを零ないし上限レベルから遥かに低い
値に設定されているので、上限レベルでエージン
グの動作区間、下限レベルでその休止区間とな
り、換言すれば、電解コンデンサは、動作区間で
発熱、休止区間で冷却が行われる。すなわち、交
互に発熱、冷却を繰り返し、化成反応が行われる
結果、異常な発熱や熱的蓄積のない、最適なエー
ジング動作が行われることになる。この処理結果
が適性であることは、後述の実験結果から明らか
である。
そして、この発明の電解コンデンサのエージン
グ方法において、エージング入力を任意のパルス
幅またはデユーデイを持つ矩形波状のパルス電圧
またはパルス電流にすれば、パルス幅の制御によ
つて電解コンデンサに加えられるエージング電荷
を自由に変更して任意のエージング特性が得ら
れ、効率的かつ特性の良いエージング処理が行わ
れる。
〔実施例〕
第1図は、この発明の電解コンデンサのエージ
ング方法に用いるエージング装置の実施例を示
す。
電源装置2は、電圧、電流、周波数、デユーテ
イ比など、周期性を持つ間欠的なエージング出力
を発生するエージング電源であり、電解コンデン
サのエージング処理の電気的なフアクタを任意に
制御可能な、たとえば、パルス電源を以て構成さ
れる。
この電源装置2には逆流を防止するためのダイ
オード3を介して複数対の接続端子4a,4bが
設けられ、各接続端子4a,4b間のそれぞれに
は、製造後、最終処理としてのエージング処理を
行うための同定格の電解コンデンサ61,62…6
が接続され、各電解コンデンサ61〜6Nには、
電源装置2からエージング入力が加えられる。
そして、第2図は、周期性を持つ間欠的なエー
ジング入力として同一時間に設定された高レベル
区間と低レベル区間とを交互に繰り返す同一周波
数のパルス電圧を用いた場合を示す。
このパルス電圧は、特定の繰返し周波数fを持
ち、時間T1でエージング入力の上限レベルとし
ての上限電圧VH(>0)、時間T2でエージング入
力の下限レベルとしての下限電圧VL=0、デユ
ーテイ比rはT1/(T1+T2)である。このよう
なパルス電圧を以てエージング処理を行うと、各
電解コンデンサ61〜6Nは、時間T1で通電、時
間T2で遮断によつて時間T1で発熱、時間T2で冷
却が交互に行われ、その繰返しは周波数f、発熱
時間はデユーテイ比に依存する。
このような周波数f、電圧VH、VLおよびデユ
ーテイ比rなどの電気的なフアクタは、電解コン
デンサ61〜6Nの定格値によつて設定するものと
する。
たとえば、周波数fは、第3図に示すように、
上限電圧VHの期間を2T1、下限電圧VLの期間2
T2にすれば、第2図に示したパルス電圧の周波
数fの1/2の周波数(f/2)となる。
このようにすれば、パルス電圧によつて接続す
るパルス電流が電解コンデンサ61〜6Nに流れ、
発熱と冷却が交互にしかも最適な時間間隔を以て
行われるので、再化成の立上り時間の短縮化が図
られる。連続した直流電圧を用いた場合、連続し
た発熱が生じるため、従来では初期のエージング
電流、電圧を抑え、段階的な電圧、電流を上昇さ
せるような操作が必要であつたためエージング効
率が低下し、エージング時間が長くなつたが、エ
ージング入力が間欠的、周期的であるため、初期
から最終的なエージング電圧を与えても、異常な
漏れ電流および発熱ないし熱的な蓄積を伴うこと
がなく、エージング効率が高められ、エージング
処理を短時間で行うことが可能になつた。
このようなパルス電圧によるエージング処理
は、実行的な電流可変を行うことであり、エージ
ングに寄与する最大電流は、実行電流よりも大き
く、不良品のデバツク(debug)機能が実現され
ることも特徴的である。すなわち、エージング処
理を行う電解コンデンサ61〜6Nでは、個々の特
性が不揃いであつて、極端な場合、欠陥品に近い
ものも含まれているので、急激な大電流を流す
と、その欠陥品の電解コンデンサに集中的に電流
が流れ、その電流によつて電解コンデンサが破壊
に至るため、他の正常な電解コンデンサのエージ
ング処理が不十分になるおそれがあるが、このよ
うなパルス電圧など周期性を持つ間欠的なエージ
ング入力を用いると、安全性がより高められるの
である。
そして、エージング処理は、供給する電荷量に
依存するので、エージング時間の短縮化は電荷量
を如何に短時間に供給するかにかかる。そこで、
このようなパルス電圧によるエージング処理で
は、電解コンデンサの容量や定格などの電解コン
デンサ側のフアクタを考慮し、第4図に示すよう
に、パルス電圧の下限電圧VLを初期値0とし、
上限電圧VHと交互に到来する下限電圧VLに時間
の経過に従つて、バイアス電圧VB{=V1,V2
V3…(V1<V2<V3…)}を重畳させて時間t2
t4,t6…で徐々に初期値0からV1,V2,V3…の
ように上昇させる。
また、バイアス電圧VBは、第4図に示すよう
に、単一のパルス間隔ごとに段階的に変化させる
ことも一方法であるが、複数のパルスをグループ
化し、あるいは、エージング時間を分割し、一定
電圧または段階的ないし連続的に増加する電圧と
してもよい。また、バイアス電圧VBは、定常的
に定電流によるバイアス電流としてもよい。
そして、前記実施例では、パルス電圧をエージ
ング入力としたが、たとえば、第5図に示すよう
に、上限レベルとしての上限電流をIH、下限レベ
ルとしての下限電流をILとするパルス電流を以て
エージング処理を行つてもよい。このパルス電流
では、時間T1で上限電流IH、時間T2で下限電流IL
(=0)に設定し、デユーテイ比rは、前記実施
例と同様に設定されている。このような電圧に依
存しない定電流値を持つパルス電流を用いれば、
電解コンデンサ61〜6Nの発熱を抑え、立上りの
迅速化を図ることができ、低圧用、中圧用および
高圧用の電解コンデンサを、電圧変換を伴うこと
なく、効率的なエージング処理を行うことができ
る。
〔実験結果〕
定格電圧400V、静電容量47μFの電解コンデン
サに対し、エージング入力に周波数1kHz、デユ
ーテイ比1/2、上限電圧VHを425Vに設定したパ
ルス電圧を用いた場合と、425Vの連続した電圧
を用いた場合のエージング結果を第6図に示す。
第6図において、Xはパルス電圧による電解コン
デンサ端子電圧、Yは連続した電圧による電解コ
ンデンサ端子電圧、ZはXに対応した電解コンデ
ンサ素子の温度を示す。
この結果から明らかなように、連続電圧を用い
た場合に比較し、周期性を持つ間欠的なエージン
グ入力としてパルス電圧を用いると、端子電圧の
立上りが早く、エージング処理時間の1/4程度に
短縮化されることが判る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、同一
の高レベル区間と低レベル区間とを交互に繰り返
す同一周波数のパルス電圧またはパルス電流を連
続的に供給して電解コンデンサのエージング処理
を行うので、発熱と冷却とを交互に繰り返してエ
ージング処理が行われ、周波数、電圧、電流など
の電気的なフアクタによつてエージング処理の最
適化が図られ、効率的なエージング処理によつて
均一性、安定性を高めた製品を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の電解コンデンサのエージン
グ方法に用いるエージング装置の実施例を示す
図、第2図ないし第5図はエージング処理の電気
的なフアクタの制御を示す図、第6図はこの発明
および従来のエージング方法によるエージング特
性を示す図である。 2……電源装置、61〜6N……電解コンデン
サ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 封止後の電解コンデンサに、同一の高レベル
    区間と低レベル区間とを交互に繰り返す同一周波
    数のパルス電圧またはパルス電流を連続して供給
    してエージング処理を行なうことを特徴とする電
    解コンデンサのエージング方法。 2 前記パルス電圧又は前記パルス電流は前記低
    レベル区間の下限レベルを各区間を単位として時
    間の経過により段階的に上昇させることを特徴と
    する請求項1記載の電解コンデンサのエージング
    方法。
JP2105788A 1988-01-30 1988-01-30 電解コンデンサのエージング方法 Granted JPH01196115A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50148852A (ja) * 1974-05-20 1975-11-28
JPS597208B2 (ja) * 1976-02-10 1984-02-17 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 コンデンサの製造方法
JPS5910047B2 (ja) * 1977-03-28 1984-03-06 富士通株式会社 固体電解コンデンサの製造方法
JPS58182815A (ja) * 1982-04-20 1983-10-25 シ−ケ−デイ株式会社 電解コンデンサのエ−ジング方法

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