半导体、铝电解电容器的故障和寿命的原因
以二极管、晶体管、IC集成电路为代表的半导体，是电路中高速开关、使电流单向流动的元件、像LED、激光器一样将电转换为光的元件、将光转换为电的元件，是不仅对生产设备而且对我们的日常生活都不可缺少的电子元件。
电容器是进行充放电的电子元件，在电路中起到稳定电压、整流、消除噪声等作用，极其重要。电解电容器尤其常用于电源电路和逆变器。
让我们考虑一下半导体和铝电解电容器的故障和寿命的原因。
半导体故障率和环境温度
热量和温度会加速半导体元件的故障。
右图代表了基于“阿伦尼乌斯定律”的“半导体温度与故障率的关系”，该定律预测了半导体因温度应力而产生的寿命，纵轴是故障率。
故障的原因之一，即劣化，是由于化学反应而发生的，化学反应在高温下加速环境。 图显示，40°C时的故障率为1，但故障率急剧增加，在60°C时超过10倍，在80°C时超过100倍，这表明二极管晶体管和IC等半导体元件对热和温度非常敏感。
半导体环境温度与故障率的关系
运行中伺服放大器的表面温度
铝电场电容器的寿命和环境温度
在+10°C环境温度下寿命为1/2,在+20°C环境温度下寿命为1/4
可以毫不夸张地说，电解电容器和电子设备的寿命对于诸如基板的电子电路是必不可少的，取决于该铝电解电容器的寿命。
内部电解液在橡胶弹性体中的渗透扩散速度上升10°C时为2倍，因此铝电解电容器的寿命加速度被称为“10°C2倍定律”。图中所示的典型电解电容器在30°C时的寿命为8万小时，在40°C时为4万小时，在50°C时为2万小时，为1/4,在60°C时预期寿命为1万小时，为1/8。这是逆变器和伺服放大器/PLC的主要故障原因。请注意，夏季的盘内温度将接近环境温度加上20°C (寿命为1/4) 。
电解电容器寿命计算公式
Lo:基本寿命T1:电容器容许最高温度T2:电容器的使用温度
(根据阿雷尼乌斯化学反应速度通式)
电解电容器寿命与冷却必要性的关系
注)根据部件数据制成寿命为85°C2000h的电解电容器。
一句话解说逆变器的设计寿命和冷凝器冷却的必要性
通常，变频器使用时的使用温度范围（控制柜温度）限制在50℃以内，但如果没有采取散热措施，在夏季等室外温度较高时，控制柜温度可能会接近60℃。而可能导致变频器故障的冷却风扇和铝电解电容器的标准预期温度（控制柜温度）为40℃，因此，冷却控制柜内部并保持恒温非常重要。
控制柜空调出厂时的温度设置为 35°C，为标准，但有一定的余地。
