【手続補正書】
【提出日】令和3年7月21日(2021.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも駆動タイミング情報および駆動電流値情報を含む駆動条件と、コンデンサの温度変化特性情報を利用して推定発熱温度を算出し、
前記推定発熱温度を利用して、基準時間経過後のコンデンサの状態変化情報を算出し、
前記状態変化情報を利用して前記コンデンサの寿命推定値を算出する、
処理を含むことを特徴とするコンデンサの寿命推定方法。
【請求項２】
コンデンサの前記状態変化情報を利用して、設定された駆動時間における前記コンデンサの電解液の推定蒸散値を算出し、
前記推定蒸散値と前記電解液の蒸散基準値を利用して前記寿命推定値を算出する、
処理を含むことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサの寿命推定方法。
【請求項３】
さらに、前記寿命推定値と、前記コンデンサの駆動環境温度情報と、該駆動環境温度情報および前記駆動条件が発生する比率情報とを利用して、複合寿命推定値を算出する処理を含むことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のコンデンサの寿命推定方法。
【請求項４】
前記基準時間は、前記コンデンサに対して駆動電流を付加する時間と、該駆動電流の付加を停止した後に前記コンデンサの発熱温度が所定温度以下になるまでの時間を含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のコンデンサの寿命推定方法。
【請求項５】
さらに、算出された前記寿命推定値が、要求寿命条件を満たすか否かを判定し、
この判定結果を利用して、前記寿命推定値、前記判定結果、前記コンデンサの寿命値改善情報のいずれか１つまたは複数を含む寿命判定情報を生成する、
処理を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のコンデンサの寿命推定方法。
【請求項６】
コンデンサの寿命推定機能を備える情報処理装置であって、
少なくとも駆動タイミング情報および駆動電流値情報を含む駆動条件が入力される入力部と、
該駆動条件およびコンデンサの温度変化特性情報を記憶する記憶部と、
前記駆動条件と、前記温度変化特性情報を利用して推定発熱温度を算出する発熱推定部、および前記推定発熱温度を利用して、基準時間経過後のコンデンサの状態変化情報を算出し、該状態変化情報を利用して前記コンデンサの寿命推定値を算出する寿命推定部を含む処理部と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項７】
前記寿命推定部は、コンデンサの前記状態変化情報を利用して、設定された駆動時間における前記コンデンサの電解液の推定蒸散値を算出し、該推定蒸散値と前記電解液の蒸散基準値を利用して前記寿命推定値を算出することを特徴とする請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記処理部は、前記寿命推定値と、前記コンデンサの駆動環境温度情報と、該駆動環境温度情報および前記駆動条件が発生する比率情報とを利用して、複合寿命推定値を算出することを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記基準時間は、前記コンデンサに対して駆動電流を付加する時間と、該駆動電流の付加を停止した後に前記コンデンサの発熱温度が所定温度以下になるまでの時間を含むことを特徴とする、請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記処理部は、算出された前記寿命推定値が、要求寿命条件を満たすか否かを判定し、この判定結果を利用して、前記寿命推定値、前記判定結果、前記コンデンサの寿命値改善情報のいずれか１つまたは複数を含む寿命判定情報を生成することを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の情報処理装置。
【請求項１１】
さらに表示部を備え、
前記処理部は、少なくとも前記寿命推定値および前記駆動条件を利用した寿命推定表示画面を生成して前記表示部に表示させることを特徴とする請求項６ないし請求項１０のいずれかに記載の情報処理装置。
【請求項１２】
コンピュータにコンデンサの寿命推定処理を実行させる寿命推定プログラムであって、
少なくとも駆動タイミング情報および駆動電流値情報を含む駆動条件と、コンデンサの温度変化特性情報を利用して推定発熱温度を算出する機能と、
前記推定発熱温度を利用して、基準時間経過後のコンデンサの状態変化情報を算出する機能と、
前記状態変化情報を利用して前記コンデンサの寿命推定値を算出する機能と、
を前記コンピュータによって実現させることを特徴とするコンデンサの寿命推定プログラム。
【請求項１３】
コンデンサの前記状態変化情報を利用して、設定された駆動時間における前記コンデンサの電解液の推定蒸散値を算出する機能と、
前記推定蒸散値と前記電解液の蒸散基準値を利用して前記寿命推定値を算出する機能と、
を前記コンピュータによって実現させることを特徴とする請求項１２に記載のコンデンサの寿命推定プログラム。
【請求項１４】
さらに、前記寿命推定値と、前記コンデンサの駆動環境温度情報と、該駆動環境温度情報および前記駆動条件が発生する比率情報とを利用して、複合寿命推定値を算出する機能を前記コンピュータによって実現させることを特徴とする請求項１２または１３のいずれかに記載のコンデンサの寿命推定プログラム。
【請求項１５】
さらに、算出された前記寿命推定値が、要求寿命条件を満たすか否かを判定する機能と、
この判定結果を利用して、前記寿命推定値、前記判定結果、前記コンデンサの寿命値改善情報のいずれか１つまたは複数を含む寿命判定情報を生成する機能と、
を前記コンピュータによって実現させることを特徴とする請求項１２ないし請求項１４のいずれかに記載のコンデンサの寿命推定プログラム。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のコンデンサの寿命推定方法で算出された寿命推定値情報を利用して設計されたことを特徴とするコンデンサ。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のコンデンサの寿命推定方法で算出された寿命推定値情報が付されていることを特徴とするコンデンサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサの寿命推定プログラムの一側面は、コンピュータにコンデンサの寿命推定処理を実行させる寿命推定プログラムであって、少なくとも駆動タイミング情報および駆動電流値情報を含む駆動条件と、コンデンサの温度変化特性情報を利用して推定発熱温度を算出する機能と、前記推定発熱温度を利用して、基準時間経過後のコンデンサの状態変化情報を算出する機能と、前記状態変化情報を利用して前記コンデンサの寿命推定値を算出する機能とを前記コンピュータによって実現させる。
上記コンデンサの寿命推定プログラムにおいて、コンデンサの前記状態変化情報を利用して、設定された駆動時間における前記コンデンサの電解液の推定蒸散値を算出する機能と、前記推定蒸散値と前記電解液の蒸散基準値を利用して前記寿命推定値を算出する機能とを前記コンピュータによって実現させてよい。
上記コンデンサの寿命推定プログラムにおいて、さらに、前記寿命推定値と、前記コンデンサの駆動環境温度情報と、該駆動環境温度情報および前記駆動条件が発生する比率情報とを利用して、複合寿命推定値を算出する機能を前記コンピュータによって実現させてよい。
上記コンデンサの寿命推定プログラムにおいて、さらに、算出された前記寿命推定値が、要求寿命条件を満たすか否かを判定する機能と、この判定結果を利用して、前記寿命推定値、前記判定結果、前記コンデンサの寿命値改善情報のいずれか１つまたは複数を含む寿命判定情報を生成する機能とを前記コンピュータによって実現させてよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
次に、この駆動電流値が定常状態の場合の発熱シミュレーションに用いる式（３）に対し、時間による変化を考慮した場合には、以下の式（４）となる。
【数４】
2020051996.tif 000001
Ｃｔｈは熱容量であり、コンデンサの発熱による熱の冷めにくさを表す値である。ΔＴ（ｔ）は、経過時間ｔ後の素子中心温度を示している。この式（４）では、経過時間ｔ後の素子中心温度を算出するものであるため、自己発熱により温度が上昇したか低下したかを考慮した式として、以下の式（５）に変換する。
【数５】
2020051996.tif 000002
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
次に、熱抵抗Ｒｔｈと熱容量Ｃｔｈの解析について説明する。
熱抵抗Ｒｔｈは、たとえばコンデンサの駆動電流値が定常状態の場合の発熱計算式を利用して求めることができる。すなわち、式（１）を変形した式（６）を用いる。
【数６】
2020051996.tif 000003
この式（６）のΔＴには、コンデンサの駆動電流値を、定電流を流して駆動させたときの発熱温度を計測したデータまたは予め計測されたデータを用いる。
熱容量Ｃｔｈは、たとえば式（７）を用いて算出することができる。
【数７】
2020051996.tif 000004
式（７）に示すように、熱容量Ｃｔｈは、熱抵抗Ｒｔｈと反比例の関係にある。また式（７）のτはコンデンサの発熱に対する熱時定数である。この熱時定数τは、たとえば図５に示すように、駆動電流重畳時の最終到達温度（リプルＯＦＦ時の温度）とコンデンサの初期温度との温度差が６３．２〔％〕（つまり［１−（１／ｅ）］）ほど減少した値になるまでの時間である。
このようにコンデンサの熱容量Ｃｔｈ、熱抵抗Ｒｔｈや熱時定数τは、コンデンサの発熱による温度変化の過渡特性を示す値であり、本発明の温度変化特性情報の一例である。
なお、熱容量Ｃｔｈ、熱抵抗Ｒｔｈや発熱に対する熱時定数τの算出、またはこれらを利用した発熱推移の算出には、実際にコンデンサに電流を流して実験した値を利用するものに限られず、電子回路の発熱量算出などに用いるＳＰＩＣＥ（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）などのシミュレーションプログラムにより得た値を利用してもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
次に、式（８）に対して、電解液蒸散量Ｗｔ（ｔ）を積分することで、蒸散値を算出する。この算出式は、式（９）となる。
【数９】
2020051996.tif 000005
このＴは、設定された駆動時間としてたとえば、駆動条件の１サイクルに設定される駆動タイミングのトータル時間を示している。そして算出された１サイクルの蒸散値が本発明の推定蒸散値の一例である。
なお、この駆動時間は、たとえば実使用の条件を基に設定されてもよく、また複数回繰り返されるプロファイルのうちの１サイクルの時間を利用してもよく、複数回繰り返される電流プロファイルの合計時間であってもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
次に、推定寿命時間の算出として、以下の式（１０）を利用する。
【数１０】
2020051996.tif 000006
この式（１０）において、Ｗｏはコンデンサの寿命として設定した電解液の蒸散基準値である。この式（１０）では、１サイクルの駆動で変化する電解液の蒸散値に対する蒸散基準値Ｗｏの割合を算出し、この割合に１サイクルの時間を倍数することで、この電流プロファイルで駆動させたときに蒸散基準値Ｗｏとなるまでの寿命推定値（時間）Ｌｘが算出できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
＜駆動条件を組み合せた寿命推定値＞
そこで、式（１１）を利用して、環境温度毎に、全ての駆動条件を組み合せた寿命推定値を算出する。この環境温度は、本発明の駆動環境温度情報の一例である。なお、以下に示す算出結果の値は一例である。
ａ）  １／Lcycle（４０℃）＝０．１０４／Ｌ（ＥＤ１）＋０．０１２／Ｌ（ＥＤ２）
＋・・・＝１／８１０４４８〔１／時間〕
ｂ）  １／Lcycle（８０℃）＝０．１０４／Ｌ（ＥＤ１）＋０．０１２／Ｌ（ＥＤ２）
＋・・・＝１／７０９３２〔１／時間〕
ｃ）  １／Lcycle（１００℃）＝０．１０４／Ｌ（ＥＤ１）＋０．０１２／Ｌ（ＥＤ２）
＋・・・＝１／１７９１３〔１／時間〕
ｄ）  １／Lcycle（１１０℃）＝０．１０４／Ｌ（ＥＤ１）＋０．０１２／Ｌ（ＥＤ２）
＋・・・＝１／９８６６〔１／時間〕
ｅ）  １／Lcycle（１２０℃）＝０．１０４／Ｌ（ＥＤ１）＋０．０１２／Ｌ（ＥＤ２）
＋・・・＝１／５２８８〔１／時間〕
第１の実施の形態で示すように、コンデンサの寿命推定処理では、自己発熱温度と環境温度を利用して寿命推定値を算出する。従って、上記のａ）〜ｅ）に示すように、各周囲温度での寿命推定値が異なる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
(3) 上記実施の形態では、与えられた駆動条件に基づいて発熱温度の推移を解析して、寿命推定値を算出するものを示したがこれに限らない。本発明の寿命推定処理を利用して、設定寿命時間に対する駆動電流値や駆動タイミング条件を割り出して駆動条件を設定してもよい。
(4) 本発明のコンデンサの寿命推定方法では、想定されるまたは設定された動作条件とコンデンサの自己発熱状態の推移や寿命推定結果に基づいて、使用条件に合わせたコンデンサを選択し、顧客に提示するようにしてもよい。
(5) 上記実施の形態では、コンデンサの温度変化特性情報に関し、熱時定数τの算出として、最終到達温度（リプルＯＦＦ時の温度）とコンデンサの初期温度との温度差が６３．２〔％〕ほど減少した値になるために必要な時間を求めたがこれに限らない。熱時定数τの算出では、たとえば所定温度から所定の到達温度（リプルＯＮ時の温度）になるまでの変化時間を利用してもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2020051996.tif 000007