JPH04208873A - コンデンサの寿命検出装置 - Google Patents

コンデンサの寿命検出装置

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JPH04208873A
JPH04208873A JP2340318A JP34031890A JPH04208873A JP H04208873 A JPH04208873 A JP H04208873A JP 2340318 A JP2340318 A JP 2340318A JP 34031890 A JP34031890 A JP 34031890A JP H04208873 A JPH04208873 A JP H04208873A
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JP
Japan
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capacitor
life
capacitance value
alarm
backup
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Application number
JP2340318A
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English (en)
Inventor
Masaya Kotoku
小徳 正也
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH04208873A publication Critical patent/JPH04208873A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/64Testing of capacitors

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  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば原子力発電所等において、高信頼性が
要求される放射線計fllllシステム等の電気回路等
に組込まれたコンデンサの寿命を検出するだめの寿命検
出装置に関する。
〔従来の技術〕
電源、電子回路等に使用される電解コンデンサは、一般
的に他の電子部品(トランジスタ、抵抗体、IC等)に
比べて寿命が短く、電解コンデンサを使用する装置の寿
命を決める大きな要因となっていた。電解コンデンサが
劣化する原因は、時経過と共に電解液が封口部より徐々
に透過することによって起こる静電容量の減少によるも
のである。この電解液の拡散は、周囲温度やコンデンサ
自身の発熱温度に比例して進行する。
従来は、設計時にコンデンサの寿命を予想して、電子回
路内に組み込まれたコンデンサの予想R命が近付いたな
らば、そのコンデンサを交換してコンデンサの劣化に対
処していた。
ところで、放射線計測システム等の極めて高い信頼性が
要求される装置でも電解コンデンサが使用されており、
この様な高信頼性か要求される装置では、電解コンデン
サが寿命となって“容量ぬけ”があると、装置全体に大
きな影響を与える可能性が高い。例えば、電解コンデン
サの“容量ぬけ”によって、dFI定データにノイズが
含まれると、このノイズに起因して誤警報が出力される
可能性がある。したがって、高信頼性が要求される装置
では、使用している電解コンデンサの寿命を正確に予f
il Lで、その電解コンデンサの寿命が来る前に確実
に交換する必要がある。
ところが、電解コンデンサは使用される周囲温度の変動
やコンデンサ自身の負荷変動等により、設計時に予想さ
れる寿命を大幅に下回ることがある。
〔発明が解決しようとする課題〕
従って、従来はコンデンサの寿命を正確に予想すること
ができず、コンデンサの“容量ぬけ0等によるトラブル
か発生する恐れがあり、コンデンサを使用した装置の信
頼性を低下させる−っ゛の要因となっていた。
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたもので、電
気回路内に使用されているコンデンサの寿命を検出でき
て、“容量ぬけ“等によるトラブルの発生を有効に防止
でき、コンデンサを使用している装置の信頼性を向上さ
せることのできるコンデンサの寿命検出装置を提供する
ことを目的とする。
[発明の構成] 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、第1の発明に係るコンデン
サの寿命検出装置は、所定の電気回路に組込まれたコン
デンサの寿命検査時に、該コンデンサに接続されその蓄
積電荷量に応じた電圧を検出してそのコンデンサの容量
値に変換する容量値検出手段と、前記コンデンサに対し
て並列に配置され、コンデンサの寿命検査時に、このコ
ンデンサに代わって前記電気回路内に組込まれるバック
アップ用コンデンサと、検査対象となるコンデンサとそ
のバックアップ用コンデンサとの切替えを行うための切
替スイッチと、前記容量値検出手段によって検出された
コンデンサの容量値がしきい値以下のとき、前記切替ス
イッチをバックアップ用コンデンサに切替えると共に、
検査対象となったコンデンサか寿命となった旨を報知す
るアラーム手段とを具備してなるものとし、 第2の発明に係るコンデンサの寿命検出装置は、所定の
電気回路に組込まれたコンデンサの近傍に設置された温
度センサと、前記温度センサから出力される温度データ
をモニタし、時間の経過と共に蓄積された温度変化量か
ら前記コンデンサが受けるダメージを算出するダメージ
量算出手段と、このダメージ量算出手段で算出されたダ
メージ量がそのコンデンサの許容値を超えたとき、その
コンデンサが寿命となった旨を報知するアラーム手段と
を具備してなるものとした。
〔作用〕
第1の発明によれば、電気回路内に組込まれたコンデン
サの寿命検査時には、バックアップ用コンデンサがその
コンデンサに代わって電気回路に組込まれ、コンデンサ
には容量値検出手段が接続されて容量値が検出される。
そして、この検出された容量値がしきい値以下のとき、
即ち寿命が近付いているときにはアラームが出力される
。よって、コンデンサが使用されている装置に欠測を生
じることなく任意の時期に又は所定の周期でコンデンサ
の寿命を検出することができる。
第2の発明によれば、電気回路に組込まれたコンデンサ
の寿命に影響を与える温度変化が温度センサによって検
出され、この検出された温度変化量からコンデンサが受
けるダメージ量が算出され、このダメージ量がそのコン
デンサの許容値を超えたときアラームが出力される。よ
って、コンデンサの“容量ぬけ”が発生する前にコンデ
ンサの寿命が近付いたことが正確に報知され、寿命とな
る前にコンデンサを交換できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明の第1実施例を示す図である。
本実施例は、放射線計測システムの電源部に用いられる
直流電源回路に設けられた平滑用電解コンデンサ(以下
、「平滑コンデンサ」と呼ぶ)の寿命検出装置の例であ
る。
直流電源回路は、交流電源1で発生した交流電圧が、ダ
イオードブリッジ回路からなる全波整流回路2て全波整
流される。この余波整流回路2の両出力端子間に平滑コ
ンデンサ3が設けられている。同様に、両端子間に3端
子レギユレータ4の2端子か接続されていて、この3端
子レギユレータ4の残りの端子と金波整流回路2の(−
)側端子との間に平滑コンデンサ5が設けられている。
平滑コンデンサ3の(+)電極側は、全波整流回路2の
(+)側端子に対して、切替えスイッチSW1を介して
接続されると共に、この切替えスイッチSWIをバイパ
スする抵抗Ra、切替えスイッチSW2を介して接続さ
れている。また、平滑コンデンサ5は、その(+)側電
極が切替えスイッチSW3を介して3端子レギユレータ
4に接続されている。また、この切替えスイッチSW2
をバイパスするようにして抵抗Rb、切替えスイッチS
W4を介して3端子レギユレータ4に接続されている。
この様に構成された直流電源回路に対して、本実施例の
寿命検出装置は、平滑コンデンサ3.5に対して、これ
と並列にバックアップ用コンデンサ1.0.11が設け
られている。バックアップ用コンデンサ10の一方の電
極が平滑コンデンサ3と同様に全波整流回路2の(−)
側出力端子に接続され、他方の電極が切替えスイッチS
WIを介して全波整流回路2の(−)側出力端子に接続
され、さらに切替えスイッチSW2を介して抵抗Raに
接続されている。もう一方のバックアップ用コンデンサ
11は、一方の電極が平滑コンデンサ5と共に全波整流
回路2の(−)側出力端子に接続され、他方の電極が切
替えスイッチSW3を介して3@子レギユレータ4の出
力端子に接続され、さらに切替えスイッチSW4を介し
て抵抗Rbに接続されている。
平滑コンデンサ3,5の容量値を検出するためのキャパ
シタチエツク回路12が、選択スイッチSW5を介して
平滑コンデンサ3,5の(+)側に接続されている。こ
のキャパシタチエツク回路12は、選択スイッチSW5
を介して接続された平滑コンデンサ3又は5の容量値に
応じた電圧を発生させる。このキャパシタチエツク回路
12の出力電圧はコンパレータ13の一方の入力端子に
印加される。コンパレータ13の他方の入力端子には平
滑コンデンサ3,5の容量値の許容値に対応した電圧レ
ベルが設定さていて、キャパシタチエツク回路12の出
力電圧が設定電圧以下となったときアラーム発生回路]
4にアクティブ信号を出力する。
キャパシタチエツク回路12は、第2図に示すように、
インピーダンス71PI定回路15と、インピーダンス
変換回路16とを組合わせて構成することかできる。イ
ンピーダンス4pj定回路15に平滑用コンデンサ3.
5の(+)側電極電圧を入力し、インピーダンスに応じ
た電圧がインピーダンス変換回路16に入力される。図
示の如く構成されたインピーダンス変換回路16の抵抗
R,,R2゜R9,容量 CRを調整することにより、
入力インピーダンスに応じた平滑用コンデンサ3,5の
容量値と一致するCxを設定することができ、この検出
容量値Cxに応じた電圧が発生される。
次に、以上の様に構成された本実施例の動作として、平
滑コンデンサ3の寿命検出動作を例に説明する。
通常、切替えスイッチSW1は平滑コンデンサ3側端子
に接続されていて、寿命検出時にバックアップ用コンデ
ンサ10側端子に切替えられる。
切替えスイッチSW2は、切替えスイッチSWIと同じ
コンデンサ側に接続され、切替えスイッチSWIが切替
わるときには常にそのコンデンサ側に接続されているよ
うに操作される。これにより、スイッチSWIが切替わ
るときに発生するサージノイズが防止される。
平滑コンデンサ3の寿命検出時には、外部操作によって
SWI、2がそれぞれバックアップ用コンデンサ10側
に切替えられ、選択スイッチSW5が平滑コンデンサ3
側に切替えられる。寿命検出動作中はバックアップ用コ
ンデンサ]0によって平滑処理が行われる。一方、検査
対象となる平滑コンデンサ3に蓄積されている電荷量に
応じた電圧か、キャパシタチエツク回路12へ入力され
る。キャパシタチエツク回路12は、平滑コンデンサ3
の現在の容量値を示す電圧をコンパレータ13へ出力す
る。コンパレータ13は、平滑コンデンサ3の現在の容
量値を示す電圧が設定値以下のとき、即ち平滑コンデン
サ3の許容容量値を下回っているときにアラーム出力回
路14へ信号を出力してアラームを出力する。
なお、アラームが出力された場合には切替えスイッチS
WI、2の状態をそのまま保持して、平滑コンデンサ3
を交換する。また、アラームが出力されない場合には、
切替えスイッチSWI、2を平滑コンデレザ3側に戻し
て、通常の状態に戻る。
また、平滑コンデンサ5についても同様にして寿命検出
が実行される。
このように本実施例は、検査対象となる各平滑コンデン
サ3.5の各々にバックアップ用コンデンサ10.11
を設けておき、寿命検査時にはバックアップ用コンデン
サ10.11で平滑処理を行い、一方で、検査対象とな
る平滑コンデンサの容量値をキャパシタチエツク回路1
2て検出して、この容量値%(許容値以下のときにアラ
ームを出力するようにした。その結果、電気回路内に組
込まれた平滑コンデンサ3,5の容量値を必要に応じて
又は定期的にチエツクすることができ、平滑コンデンサ
3.5の寿命を事前に検出できて“容量ぬけ”を未然に
防止できる。よって、装置の信頼性を向上することがで
きる。
次に、本発明の第2実施例について第3図を参照して説
明する。
第3図は本実施例のブロック図である。図中の符号20
は、装置内に設置された寿命検査対象の電解コンデンサ
を示している。本実施例は、温度センサ21がこの電解
コンデンサ20の近傍に設置され、そのセンサ出力がA
/D変換器22を介して演算処理部23へ入力される。
データベース24には、実験等によって予め求められた
使用コンデンサの推定寿命や、この推定寿命に対応した
アラーム設定値が蓄積されている。演算処理部23は、
所定の周期でA/D変換器22出力を取込み、その温度
データから後述する演算にてコンデンサ20が受けるダ
メージを算出する。そして、所定周期毎に算出されるダ
メージ量を加算していき、蓄積ダメージ量(加算値)が
アラーム設定値以上となったときアラーム出力指令信号
を出力する。アラーム出力回路25はアラーム出力指令
信号を受信するとアラームを発生する。
ここで、演算処理部23におけるダメージ演算について
説明する。
7に解コンデンサ20の寿命が周辺温度で決定されると
すると、推定寿命LTは、 L T、、 L oX 2tTo−T) ” I Oと
なる。なお、Tは周辺温度、Toは最大定格温度である
。Loは最大定格温度(To)での推定寿命であり、予
めル1定してデータベース24に格納される値である。
演算処理部23では、設π1温度(Ts)の時の寿命L
sと、実際に測定される周辺温度(T)での寿命LTと
の比、L s / L 7を′l−1定時の周辺温度で
のダメージ量として算出する。
この様な本実施例によれば、温度センサ2]によって電
解コンデンサ20の周辺温度が所定の周期で検出され、
演算処理部23においてその検出された周辺温度データ
に基づいてその温度で電解コンデンサ20が受けるダメ
ージが算出される。
周辺温度が検出される度に電解コンデンサ20のダメー
ジが算出され、算出されたダメージ量の合計値がアラー
ム設定値を超えたときに、アラーム出力指令信号が出力
されて、アラーム発生回路25からアラームが発生され
る。
従って、電解コンデンサ20が寿命となる前に、コンデ
ンサを確実に交換することかでき、“容量ぬけ”等によ
るトラブルの発生を防止でき、装置の信頼性を向上させ
ることかできる。
なお、上記各実施例では電解コンデンサを例に説明した
が、電解コンデンサは容量値の変動幅が他のものに比べ
て大きいため、“容量ぬけ“が発生した場合にはトラブ
ルか発生ずる確率が高いため、この様なコンデンサに適
用することは特に有効である。なお、他のコンデンサで
あっても適用できるのは勿論である。
[発明の効果] 以上詳記したように本発明によれば、電気回路内に使用
されているコンデンサの寿命を検出でき、適当なときに
コンデンサを交換することができて、“容量ぬけ”等に
よるトラブルの発生を有効に防止でき、コンデンサを使
用している装置の信頼性を向上させることのできるコン
デンサの寿命検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の構成図、第2図は同実施
例に使用されるキャパシタチエツク回路の構成図、第3
図は第2実施例の構成図である。 3.5・・・平滑用電解コンデンサ、4・・3端子レギ
ユレータ、10.11・・・バックアップ用キャパシタ
、12・・・キャパシタチエツク回路、13・・コンパ
レータ、14.25・・・アラーム発生回路、21・温
度センサ、23・・・演算処理部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定の電気回路に組込まれたコンデンサの寿命検
    査時に、該コンデンサに接続されその蓄積電荷量に応じ
    た電圧を検出してそのコンデンサの容量値に変換する容
    量値検出手段と、 前記コンデンサに対して並列に配置され、コンデンサの
    寿命検査時に、このコンデンサに代わって前記電気回路
    内に組込まれるバックアップ用コンデンサと、 検査対象となるコンデンサとそのバックアップ用コンデ
    ンサとの切替えを行うための切替スイッチと、 前記容量値検出手段によって検出されたコンデンサの容
    量値がしきい値以下のとき、前記切替スイッチをバック
    アップ用コンデンサに切替えると共に、検査対象となっ
    たコンデンサが寿命となった旨を報知するアラーム手段
    と、 を具備したことを特徴とするコンデンサの寿命検出装置
  2. (2)所定の電気回路に組込まれたコンデンサの近傍に
    設置された温度センサと、 前記温度センサから出力される温度データをモニタし、
    時間の経過と共に蓄積された温度変化量から前記コンデ
    ンサが受けるダメージを算出するダメージ量算出手段と
    、 このダメージ量算出手段で算出されたダメージ量がその
    コンデンサの許容値を超えたとき、そのコンデンサが寿
    命となった旨を報知するアラーム手段と、 を具備したことを特徴とするコンデンサの寿命検出装置
JP2340318A 1990-11-30 1990-11-30 コンデンサの寿命検出装置 Pending JPH04208873A (ja)

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