알루미늄 전해콘덴서의 사용온도와 수명과의 관계 – 건축전기설비 기술사

① 전해콘덴서의 구조는 알루미늄의 얇은 막에 전기화학적으로 산회피막을 만들고 금속박(Metal Foil)을 양극, 전해액을 음극, 산화피막을 유전체로 사용하는 것이다.

② 알루미늄의 경우에는 알루미늄박 표면을 에치(etch) 하여 유효표면적을 증가 시키고 전해액이 스며든 종이와 함께 감아서 알루미늄 케이스에 봉입하여 콘덴서를 만든다. 전해액은 산화피막의 열화를 방지하는 역할도 한다.

③ 탄탈을 사용한 콘덴서는 전해액을 사용하지 않고 건식으로 만들어지는데 알루미늄 콘덴서에 비해서 소형이고, 전기적 특성과 온도 특성이 우수하나 경제성과 내전압 측면에서는 뒤진다.

① 알루미늄 전해콘덴서의 사용 전압은 450[V] 이하, 정전용량은 1~5000[µF], 사용온도 범위는 −45 ~ 85[℃]이다.

② 전해콘덴서는 전해액을 사용하기 때문에 온도에 따라 수명이 엄청나게 차이가 난다. 일반적으로 온도가 10[℃] 증가하면 수명은 1/2로 감소하는 것으로 본다. 예를 들어 30[℃]에서 10,000시간 사용 가능하다면 60[℃]에서는 10,000/8 = 1,250시간밖에 사용할 수 없다.

③ 따라서 알루미늄 전해 콘덴서는 정격 사용온도 범위 내에서 사용해야 한다. 온도 범위를 초과하는 조건에서 사용하면 급격한 특성 열화가 발생되어 파손되는 경우가 있다. 같은 맥락으로 상온에서 사용하면 수명을 연장하는 효과가 있으나 영하 45℃ 이하에서는 온도에 따라 더 이상 수명이 증가하지 않는다.

④ 또한 충방전이 반복되는 회로에 사용하면 정전용량이 감소하기 콘덴서가 손상되기 쉽다.