Надежность и срок службы электролетических конденсаторов

Попов Алексей
Попов Сергей

№ 5’2015

PDF версия

В предыдущей части статьи представлены фирменные материалы одного из ведущих производителей алюминиевых электролитических конденсаторов Evox Rifa, раскрывающие особенности их функционирования при аномальных приложенных напряжениях: выше номинальной величины и при обратной полярности. Это позволяет оценить возможность применения конденсаторов в подобных режимах, с учетом реальных рисков и предполагаемых выгод. Но в большинстве проектов алюминиевые электролитические конденсаторы используются в пределах их номинальных напряжений, поэтому актуально рассмотреть факторы, определяющие их надежность в таких условиях.

Все статьи цикла

Для обеспечения высокой надежности и продолжительной работы алюминиевые электролитические конденсаторы применяются при правильной полярности приложенного напряжения без превышения его номинальной величины. В этих условиях отказы алюминиевых электролитических конденсаторов обычно носят параметрический, а не катастрофический характер. Упрощенная последовательная схема замещения алюминиевого электролитического конденсатора на переменном токе показана на рис. 1. Здесь электрическая емкость С является целевым параметром, а эквивалентное последовательное сопротивление

R (иногда обозначаемое ESR) и индуктивность L характеризуют неидеальность алюминиевого электролитического конденсатора как элемента электрической цепи. Сопротивление R отражает всю сумму активных потерь, имеющихся в конденсаторе. В основном это потери в электролите от протекания переменного тока и потери в диэлектрике при приложении переменного напряжения. Отношение полной активной мощности (потерь) на переменном токе частотой

f к реактивной мощности характеризуется тангенсом угла потерь tgδ, или, в англоязычной документации, фактором потерь D. F.: tgδ = D. F. = 2×π×f×R×C.

Рис. 1. Упрощенная последовательная схема замещения конденсатора на переменном токе

Типичная зависимость tgδ от частоты в актуальном для алюминиевых электролитических конденсаторов диапазоне частот показана на рис. 2. Вблизи нижней границы рабочего диапазона частот потери в электролите и в диэлектрике имеют примерно одинаковые значения. По мере роста частоты при заданной величине переменного тока уменьшается реактивная мощность, а также снижаются потери в диэлектрике. Соответственно, вклад потерь в электролите в суммарную величину tg

δ увеличивается и фактор потерь растет почти пропорционально частоте. Нормирование tgδ обычно производят на удвоенной частоте питающей сети — 100 или чаще 120 Гц. Если же нормируют эквивалентное последовательное сопротивление R, то делают это как на низкой частоте (120 Гц), так и на высокой, вплоть до 100 кГц. Номинальную емкость контролируют на частоте 120 Гц при температуре 20 или 25 °C, допустимый начальный разброс обычно составляет ±20%. При определении величины R через tgδ следует учитывать допуск на номинальную емкость конденсатора. На постоянном токе неидеальность алюминиевых электролитических конденсаторов проявляется в наличии тока утечки I_ут. Паразитная индуктивность L практически не изменяется в течение срока службы, а ток утечки, как правило, имеет некоторую тенденцию к уменьшению или остается приблизительно постоянным. Наиболее характерными неисправностями являются значительные потери емкости и увеличение tgδ, обусловленные изменением состава и частичной потерей электролита [1]. Эти параметры алюминиевых электролитических конденсаторов деградируют приблизительно линейно с течением времени, возможно, с некоторым ускорением данных процессов в конце срока службы (вследствие проявления целого клубка цепочек положительных обратных связей процессов, происходящих в них) [1].

Рис. 2. Типичная зависимость фактора потерь алюминиевого электролитического конденсатора от частоты

Данные о надежности и возможном сроке службы алюминиевых электролитических конденсаторов при конкретных условиях работы определяются при проведении соответствующих испытаний больших партий однотипных устройств.

Тестируемые конденсаторы помещаются в термостат, поддерживающий заданную температуру окружающей среды (воздуха). Как правило, испытания выполняются при максимально допустимой температуре для данного типа алюминиевых электролитических конденсаторов. На приборы подается стабильное постоянное (обычно номинальное) напряжение правильной полярности, а в некоторых случаях дополнительно пропускается переменный ток синусоидальной формы с заданными амплитудой и частотой. При этом переменная составляющая напряжения на конденсаторе должна быть меньше постоянной (чтобы не происходило даже кратковременной переполюсовки), а в сумме они не должны превышать величину номинального напряжения тестируемых конденсаторов. С установленной периодичностью производится контроль текущих значений основных параметров конденсаторов: емкости, тангенса угла потерь и тока утечки. Если эти характеристики выходят за установленные допустимые пределы, а также при обнаружении короткого замыкания или обрыва, фиксируется отказ и конденсатор снимается с испытаний.

Типичная зависимость интенсивности потока отказов от времени проведения испытаний имеет вид, показанный на рис. 3. Под интенсивностью отказов понимается относительное количество компонентов от общей величины тестируемой партии, отказывающих в единицу времени (обычно за 1 ч). Зависимость (рис. 3) имеет три характерных участка. В начале испытаний интенсивность отказов сравнительно велика, но достаточно быстро снижается со временем. Это выходят из строя те экземпляры конденсаторов, которые имели какие-то серьезные дефекты в своей конструкции: происходит приработка конденсаторов. У производителей высококачественных алюминиевых электролитических конденсаторов доля компонентов, отказывающих в период приработки, довольно мала и, самое главное, этот интервал полностью локализован на заводе-изготовителе. А потому ненадежные конденсаторы не попадают к потребителю. После того как потенциально слабые компоненты выявлены и изолированы от основной массы приборов, наступает сравнительно продолжительный период испытаний, характеризующийся весьма малой величиной интенсивности отказов.

У производителей качественных алюминиевых электролитических конденсаторов могут быть в нормальных условиях достигнуты значения лучше, чем 1FIT = 10^–9 отказов/ч. С повышением температуры интенсивность отказов увеличивается до уровней приблизительно 12FIT при 40 °C и до 250FIT — при 85 °C. Продолжительность данного (второго) интервала (рис. 3) в условиях максимально допустимой температуры для тестируемых конденсаторов обычно составляет несколько тысяч часов. За это время откажет всего несколько конденсаторов, если на испытания поставлена партия, например, 10 000 шт. Тестирование партии существенно меньшей величины не позволит получить сколько-нибудь достоверные оценки интенсивности отказов и эффективного срока службы. Очевидно, насколько продолжительными и дорогостоящими являются подобные испытания, поэтому нереально их проведение в разнообразных условиях по температуре окружающей среды, приложенному постоянному напряжению и протекающему переменному току. И результаты, полученные при наиболее жестких условиях, приходится экстраполировать на другие возможные режимы. В процессе работы (испытаний) алюминиевых электролитических конденсаторов происходит их постепенный износ, старение, и с некоторого момента времени все большая доля тестируемых конденсаторов, исходно не имевших в своей конструкции каких-либо явных дефектов, достигает состояния, соответствующего одному из критериев отказа. Это связано с переходом к третьему участку зависимости (рис. 3). Интенсивность отказов начинает неуклонно нарастать, что свидетельствует о достижении предельной величины эффективного срока службы для заданных условий применения (испытаний). Для определенности границу между 2‑м и 3‑м участками зависимости (рис. 3) можно провести при заданной доле отказавших конденсаторов, например 0,1, 1 или 7% [2] от величины тестируемой партии. Хотя это не отменяет факта, что большинство конденсаторов может проработать до отказа существенно дольше, а некоторые из них и в несколько раз дольше, чем установленная таким образом величина эффективного срока службы.

Рис. 3. Типичная зависимость интенсивности отказов от времени при испытаниях конденсаторов

Итак, основным параметром надежности алюминиевых электролитических конденсаторов является срок службы в заданных условиях работы, в течение которого конденсаторы практически не отказывают. Дополнительная важная характеристика — интенсивность отказов на большей части интервала срока службы, не превышающая у хороших конденсаторов нескольких сотен FIT при максимально допустимой температуре.

В соответствии с теоретическими предпосылками, следующими из закона Аррениуса, и представлениями об электрохимических процессах, происходящих в алюминиевых электролитических конденсаторах [1], а также с результатами обширных испытаний установлено, что срок службы определяется, главным образом, температурой наиболее нагретой области конденсатора. Для практических целей зависимость срока службы алюминиевых электролитических конденсаторов от температуры удобно аппроксимировать показательной функцией. Обычно ее формулируют как «закон 10 °С»: при уменьшении температуры на 10 °C срок службы возрастает вдвое. Но это не является бесспорной истиной. Например, специалисты Hitachi AIC полагают, что изменение срока службы конденсаторов вдвое происходит при вариации их температуры всего на 7,5 °C, и это подтверждают фактические данные о сроке службы, зависящие от температуры алюминиевых электролитических конденсаторов, таких известных производителей, как EPCOS, Cornell и ряда других. Все же применение «закона 10 °C» в сторону понижения рабочей температуры относительно максимально допустимой, при которой нормируется срок службы алюминиевых электролитических конденсаторов, является консервативной оценкой и создает запас надежности, а потому вполне оправдано в инженерной практике. Напрямую «закон 10 °C» применим только в сторону понижения температуры от максимально допустимого значения. Это соответствует увеличению эффективного срока службы по сравнению с нормированной величиной. Конечно, имеется некий интервал температуры выше максимально допустимой величины, в котором характер протекающих электрохимических процессов остается прежним и «закон 10 °C» также применим. Но этот запас необходим для обеспечения надежности конденсаторов, и пользователь не вправе планировать их нагрев выше максимально допустимой температуры. При значительном превышении максимально допустимой температуры алюминиевого электролитического конденсатора характер процессов в нем качественно изменяется, что ведет к быстрому катастрофическому отказу.

Температура внутри конденсатора определяется температурой окружающей среды, интенсивностью саморазогрева переменным током, протекающим через него, и условиями охлаждения. В общем виде основные факторы, определяющие температуру внутри конденсатора и таким образом влияющие на его срок службы, представлены на графических зависимостях допустимой токовой нагрузки от температуры окружающей среды и расчетного срока службы, которые ведущие производители алюминиевых электролитических конденсаторов указывают для своих продуктов. На рис. 4 для иллюстрации показаны такие зависимости для двух серий конденсаторов Hitachi AIC с максимально допустимой температурой окружающей среды 85 и 105 °C соответственно. Как видно на рис. 4, номинальный ток конденсаторов «85 °C» нормирован для получения перегрева 10 °C (максимально допустимая температура внутри конденсатора 95 °C). Соответственно, конденсаторы «105 °C» имеют номинальный перегрев только 5 °C (максимально допустимая температура внутри конденсатора 110 °C). Сравнительно малая величина номинального перегрева этих конденсаторов обусловливает возможность их применения при большой кратности перегрузки по току — до 2,7×I_ном. Конденсаторы с номинальным перегревом 10 °C имеют меньшую допустимую кратность перегрузки (рис. 4). Производители алюминиевых электролитических конденсаторов «второго эшелона» обычно представляют аналогичные зависимости срока службы от температуры окружающей среды и кратности тока нагрузки в аналитическом виде. Причем они консервативно предлагают пользоваться «законом 10 °C» (для сравнения: на рис. 4 действует «закон 7,5 °C») и вводят повышенный штраф за перегрев конденсатора переменным током выше номинальной величины (каждый градус такого перегрева учитывается как 2 °C, а допустимая кратность перегрузки может ограничиваться). Косвенно это свидетельствует о том, что такие изготовители меньше уверены в надежности своих конденсаторов при жестких условиях эксплуатации, чем производители «первого эшелона». Более подробно эти вопросы рассмотрены в [2]. В реальной практике следует учитывать и возможность дополнительного нагрева конденсатора от близкорасположенных горячих компонентов с большим собственным тепловыделением: переизлучением, конвекцией горячего воздуха и теплопроводностью по печатной плате. Нередко именно эти факторы обусловливают резкое сокращение срока службы алюминиевых электролитических конденсаторов в аппаратуре по сравнению с ожидаемыми величинами.

Рис. 4. Типичные графические зависимости допустимой нагрузки переменным током двух серий высококачественных алюминиевых электролитических конденсаторов от температуры окружающей среды и прогнозируемого ресурса

В реальном применении алюминиевых электролитических конденсаторов их температурный режим крайне редко остается стационарным. Изменения температуры окружающей среды, условий отвода тепла, собственного тепловыделения (не только вследствие вариаций режима загрузки конденсатора переменным током, но и, например, из-за увеличения эквивалентного сопротивления потерь по мере старения), потоков тепла от близкорасположенных компонентов — все это отражается на температуре внутри конденсатора и принципиально отличает условия реального применения от испытаний на срок службы, при которых, наоборот, прилагаются максимальные усилия для поддержания постоянной температуры тестирования. Значительные колебания температуры «горячей области» внутри алюминиевого электролитического конденсатора при его применении в сочетании с экспоненциальной зависимостью скорости старения от температуры («закон 10 °C») вносят сильную неопределенность в эффективный срок службы. Даже короткие интервалы времени работы, на которых температура достигает максимально допустимого уровня, а тем более превышает его, съедают значительную долю ресурса конденсатора (или в худшем случае ведут к катастрофическому отказу). Напротив, на протяжении продолжительных периодов, когда температура значительно ниже максимально допустимой, ресурс почти не расходуется. Опасные повышения температуры внутри конденсаторов обычно становятся следствием неблагоприятного наложения нескольких из вышеуказанных факторов. При этом нужно учитывать и тепловую инерционность конденсатора (порядка нескольких минут, в зависимости от его размера). Особого внимания требуют алюминиевые электролитические конденсаторы, которые планируется использовать при большой загрузке переменным током (в 2–3 раза больше, чем номинальный ток конденсатора). Принципиально подобные режимы допустимы, если конденсаторы эксплуатируются при сравнительно невысоких температурах окружающей среды. Однако надо помнить, что перегрев конденсатора от протекающих токов, который достигает в таком режиме 30–50 °C, напрямую зависит от величины эквивалентного сопротивления потерь. Значение ESR имеет значительный разброс (обычное соотношение наихудшего допустимого ESR и его типовой величины 2:1), поэтому нельзя просто полагать, что если, например, в макетном образце аппаратуры такой алюминиевый электролитический конденсатор ведет себя приемлемо, то не возникнет проблем и при серийном производстве. Возможно, при испытаниях экземпляр конденсатора имел ESR на уровне типовой величины или даже еще меньше, что и обеспечивало приемлемо малую температуру перегрева протекающими переменными токами и в итоге допустимую температуру внутри него. В случае же использования экземпляра конденсатора с большей (но еще допустимой по ТУ) величиной ESR перегрев резко увеличивается и температурный режим становится категорически неприемлемым. Особенно легко не заметить подобной опасности, если режим максимальной нагрузки конденсатора переменным током является не постоянным и случайным образом сочетается с другими факторами, влияющими на температуру внутри конденсатора. При оценке мощности потерь в конденсаторах от протекания переменного тока несинусоидальной формы следует учитывать зависимость ESR от частоты, а также от температуры электролита.

Еще одно важное отличие реального применения алюминиевых электролитических конденсаторов по сравнению с испытаниями на срок службы — возможное несовпадение критериев отказа. При испытаниях используются формальные универсальные критерии отказа в форме снижения емкости и увеличения фактора потерь (ESR), с выходом за установленные граничные значения. Требования того или иного применения конденсатора могут принципиально отличаться от них. В частности, во многих случаях может быть приемлема потеря емкости алюминиевого электролитического конденсатора, значительно большая, чем допускается при его тестировании на срок службы. Приемлемая степень ухудшения ESR обычно зависит от загрузки конденсатора переменным током. Для «не силовых» применений, когда собственный перегрев алюминиевого электролитического конденсатора от реактивной мощности в любом случае составляет лишь доли градуса Цельсия, вполне возможно значительное увеличение фактора потерь без нарушения работоспособности конденсатора и аппаратуры в целом. Напротив, если загрузка конденсатора переменным током и, соответственно, его перегрев достаточно велики, ухудшение tgδ в процессе работы может иметь фатальные последствия. Возникающая цепочка положительной обратной связи: увеличение ESR — рост потерь — рост перегрева и внутренней температуры конденсатора — экспоненциальное ускорение процессов старения — дальнейшее ускоренное увеличение ESR, — способна достаточно быстро привести к катастрофическому отказу конденсатора.

Помимо температуры наиболее горячей области внутри алюминиевого электролитического конденсатора, на его эффективный срок службы влияет и приложенное постоянное напряжение [2]. Наиболее заметно эта зависимость проявляется для высоковольтных конденсаторов с большими размерами корпуса (с заклепочными выводами и выводами «под винт»). Результаты испытаний обычно аппроксимируют степенной зависимостью срока службы от приложенного напряжения (в долях от номинального напряжения алюминиевого электролитического конденсатора), с показателем степени от –5 до –2,5. Полагают, что срок службы увеличивается при уменьшении приложенного напряжения от номинальной величины до 50% номинала. Соответственно, срок службы при этом возрастает в 5,5–30 раз. Считается, что дальнейшее снижение приложенного напряжения, ниже 50% номинального, уже не приводит к дополнительному увеличению эффективного срока службы.

Литература

1. Гуревич В. Электролитические конденсаторы: особенности конструкции и проблемы выбора // Компоненты и технологии. 2012. № 5.
2. Радюшкин О. Методы оценки срока эксплуатации электролитических конденсаторов // Силовая электроника. № 5.
3. Klug O., Bellavia A. High voltage aluminum electrolytic capacitors: where is the limit? // Evox Rifa 2001.

ДОПУСКАЕМЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА ОТ НОМИНАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ

Таблица 2.8 ДОПУСКАЕМЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА ОТ НОМИНАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ

— Допускаемое отклонение, % о,1 0,2 0,5 1 2 5 20 30 Код новый (старый) В (Ж) С (У) О(Д) F (Р) G (Л) I (И) К (С) N (Ф)

Параметрами конденсаторов являются номинальная емкость, номинальное напряжение. Тангенс угла потерь (tg б) характеризует активные потери энергии в конденсаторе. Величина, обратная тангенсу угла потерь, называется добротностью конденсатора.

Сопротивление изоляции и ток утечки характеризуют качество диэлектрика. Наиболее высокое сопротивление изоляции имеют фторопластовые, полистирольные и полипропиленовые конденсаторы, несколько ниже оно у керамических и поликарбонатных.

Для оксидно-электролитических конденсаторов задается ток утечки, значение которого пропорционально емкости и напряжению. Наименьший ток утечки имеют танталовые конденсаторы (от единиц до десятков микроампер), а у алюминиевых конденсаторов он на один-два порядка больше.

Температурный коэффициент емкости (ТКЕ) определяет относительное изменение емкости при изменении температуры конденсатора на 1 ^СС.

Данные некоторых конденсаторов приведены в табл. 2.9.

Большинство отказов конденсаторов происходит из-за пробоя и перекрытия, бывают отказы из-за механических повреждений, уменьшения емкости и сопротивления изоляции.

Выход из строя диэлектрика конденсатора может происходить за счет пробоя в объеме диэлектрика и разряда по его поверхности. Пробой происходит, когда напряженность электрического поля превышает определенное значение для данного диэлектрика — пробивную напряженность, характеризующую электрическую прочность диэлектрика. Для твердых диэлектриков характерны две формы пробоя — электрический и тепловой.

Таблица 2.9

Тип ик, в Группа ТКЕ Диапазон номинальных емкостей, пф Допуск*, % Габаритные размеры, мм диаметр (ширина) длина высота Конденсаторы с неорганическим диэлектриком Керамические низковольтные кд-1 250 П100 1. ..7.5 ±5 ±10 4,5…6,5 3 ±20 160 Н70 680…2200 +50 +80 -20 -20 КТ-1 250 М1500 15…560 +5 ±10 3,5 10…20 ±20 клс 160 НЗО 680… 10 000 +50 +80 4…10 8 4…6 -20 -20 КМ-6 50 М750 470. .. 10 000 ±5 ±10 6,5…14 6,5…14 4,5…10 ±20 К10У-5 25 Н20 3300… 100 000 ±20 7…19 2,5…7,5 Слюдяные КСОТ-2 500 ±100 100… 1200 ±2 ±5 18 11 5,5 ±10 ±20 К31П-5 100 50 100 100… 100 000 ±1 ±2 ±5 18. ..20 11…20 6,5…9 СГМ 250 ±50 51…10 000 ±2 ±5 13…18 6…9 9,5…22 ±200 ±10 ±20

Конденсаторы с органическим диэлектриком Полиэтилентерефталатные низковольтные
мкФ К73-15 250 — 0,0033…0,22 ±5 ±10 5…14 16…40 ±20 К73-17 630 — 0,01. ..0,47 То же 12…24 6…14	10,5…27

Полистирольные

ПМ-2 63 — 0,0001…0,01 То же 4,3…11,8 14…24 К70-7 350 — 0,00015… ±0,25 40 10; 20 36; 61 0,175 ±0,5 ±1 ±2 Полипропиленовые К78-6 250 — 0,01. ..10 ±2 ±5 7…38 21…63 ±10 ±20

‘ Для ряда промежуточных емкостей.

Основы оборудования (9) — емкость конденсатора, размер и роль

Емкость похоже на чашку, тем больше водяной чашки, тем больше водой загружена. Чем больше размер емкости, тем больше емкости.

Единица емкости F, Фарад, ФараОтказ Это большая единица, а общая емкость не очень велика.Основные блоки PF, NF и UF。1F=1012pF。

Однако Фара не является абсолютной емкостью конденсатора, а относительная ценность, которое может поставить, сколько электроэнергии можно сделать под тем же напряжением. То есть каждая из мощности выделяется, напряжение падает значение.

Следует понимать, что количество мощности, хранящегося в конденсаторе, является «допустимым напряжением X». Это напряжение относится к значению сопротивления, которое является максимальным конденсатором для зарядки, сколько вольт.Власть и емкость пропорциональны, а напряжение пропорционально, а объем также пропорционален, цена, тем дороже, тем дороже。

Свидетельствовать A 1000UF, 450V конденсатор, может достигать 35×60 мм, что больше, чем одна батарея. (Диаметр х высота)

↑ : различные методы калибровки конденсаторов. (Глаз определенно найдет несколько сопротивлений на рисунке)

Емкости и точность

Как правило, керамическая емкость составляет менее 0,5 PF, а обычно используемая емкость 0402, как правило, составляет 10UF10V, а емкость 0805 — это наиболее вообще 47UF10V. Электролитическая емкость составляет 10UF. Начните, нет NF настолько маленький, обычно используемый максимум может составлять около 10 000uf.

Обычно полезно купить, стоимость низкая, и она обычно выбирает емкость.0402 Максимальные выборы 4.7UF, 0603 Максимум 10UF, 0805 Максимум 12UFОтказ Что касается электролитической емкости, то же самое, сначала выберите значение значений и значение времени напряжения, затем перейдите к спецификации, чтобы найти общий размер.

Значение может быть сделано больше, в основном смотреть на тому. Существует много высоковольтных конденсаторов для трансформаторов, там много больше, чем коробка. Обычные электролитические конденсаторы также могут быть настолько большими.

Итак, что вы можете сделать, это меньше 0,5 частей? Может, но нет смысла. Паразитарная емкость конденсатора 0402 находится вблизи 1PF. Такой маленький конденсатор в основном используется для РЧ-части.

Керамическая конденсаторная этикетка не уменьшает значение, как правило, желтый или коричневыйОтказ Емкость электролитической емкости обычно маркируется на корпусе в соответствии с фактическим значением, таким как информация 220UF 25V. Конденсатор тантала отмечен на поверхности емкостной поверхности, то же самое маркировка, что и сопротивление, и устройство является PF. Например, 226 — 22x106PF = 22UF.

Точность емкости обычно высока, а керамическая емкость очень точная, есть 5% (файл J), обычный 10% (файл k), 20% (M Gear), некоторые + 80% ~ -20% ( z файлы). Уровень PF составляет более 5%, а уровень NF составляет 10%, а уровень UF, как правило, 20%. Электролитические конденсаторы обычно находятся на 20%.

Почему практически невозможно использовать высокоточную емкость?Поскольку большая часть емкости используется для подачи регулирования источника питания, значение значения не влияет на эффект использования.Отказ Изредка радиочастотных сопоставлений и фильтрации сети необходимо использовать емкость на уровне PF, на 5% также достаточно, недостаточно, чтобы повлиять на частоту фильтра.

Емкостный размер: Для керамических конденсаторов и танталовых конденсаторов размер и сопротивление одинаковы,Маленький размер，0201、0402、0603、0805，Большой размерТакие как 2520, 3525 и т. Д. Для столбчатых электролитических конденсаторов размер обычно описывается в виде «диаметра X высоты».

Следовательно, когда сконструировано оборудование, рассмотрим размер зарезервированной емкости как можно больше.Отказ Если вы зарезервируете положение 6×11, вы будете использовать 100UF 25V в целом. Если вы хотите изменить свои затраты, у вас нет проблем, но это трудно изменить его, и производители конденсатора не выходят из 470UF 25V емкости 6×11 Отказ Та же проблема также необходимо внимание к керамическим конденсаторам, таким как зарезервировано емкость 0805, которая, как правило, возможна для публикации 22UF 6,3 В, трудно найти материал, трудно найти большую емкость или более высокое напряжение.

↑ : электролитическая емкость разных размеров

↑ : керамические конденсаторы разных размеров

↑ : Различные размеры конденсаторов тантала

ЕмкостьВ области слабостей есть в основном 4V, 6,3 В, 10 В, 16 В, 20В, 25В, 35 В, 50 В этих шестерней. Емкость верхней пары в основном используется у власти.Выбор значения сопротивления очень важен, и будет риск жизни.。

Что произойдет, если емкость 25 В используется на электропитании 50 В? Керамические конденсаторы имеют возможность удержаться, или они могут быть сгоревшими. Электролитическая емкость обычно не может принимать короткое замыкание или просто взорваться. Конденсаторы тантала не могут держать, а фейерверки сожжены.

Когда дизайн оборудования выбирает емкость, необходимо учитывать наибольшее напряжение линии.Обычно это 50% -ное значение восстановления для достижения 2 раза или более напряжения цепи. Например, емкость на электропитании 5 В должна выбрать 10 В, а не 6,3 В. Емкость блока питания 20V должна выбрать емкость 50 В вместо 35 В.

ОпытКерамические конденсаторы могут выбрать немного маленькийПоскольку керамические конденсаторы лучше противостоять высоким давлению. Конденсаторы тантала должны быть выбраны в строгом соответствии с 2 разами или более, потому что танталовые конденсаторы легко нарушаются. Электролитический конденсатор рекомендуется использовать более 2 раз, чтобы избежать поставщиков контроля качества рисков не строго приносит.

Направление емкости: Положительный и негативный независимо от керамических конденсаторов, электролитических конденсаторов и танталовых конденсаторов имеет положительное и отрицательное различие. Если перевернут, это будет распадаться и огонь или взрыв.

К сожалению, электролитические конденсаторы и танталовые конденсаторы являются симметричными, положительными и отрицательными могут быть приварены. При конструкции аппаратного обеспечения из схемы, четкое различие между электролитическими конденсаторами и танталовыми конденсаторами на PCB положительный и отрицательный, не может быть нарисована назад. Размещение SMT также должно обратить внимание не на противоположность наклейки.

↑: символ керамические конденсаторы и электролитические конденсаторы символ

Рис. ↑: Отмеченный электролитический конденсаторный отрицательный электрод

Рис. ↑: Отмеченный электролитический конденсаторный отрицательный электрод

Рис. ↑: тантал отмечен положительный электрод

Выявлен электролитический конденсатор, является отрицательным электродом, и идентифицируется тантал-конденсатор, является положительным полюсом. Два — это противоположное.

Емкость

Формула расчета: c = εs / 4 πkd, честно, я не могу вспомнить, что делает это> _ <||| За последние десять лет корня не используется для расчета этих наиболее теоретических расчетов.

Итак, как емкостный должен использоваться в аппаратном дизайне? Основные характеристики емкости, водяного стекла и непрерывной наполненной водой, зарядной разрядки. Все приложения конденсаторов осуществляются вокруг этой основной функции.

Резистор, как правило, не используется для частично прессы, и такая же емкость, как правило, не используется для энергии. Чистые сцены, которые были использованы, так много лет, я помню, что только одна сцена используется для энергии.

Наиболее индуктивное место: регулирование электропитания, развязка, фильтрация, помехи, радиочастотный тюнинг и, наконец,。

Характеристики емкости в AC

Прежде чем видеть дело, вы должны сначала понять «чашку воды» в воде в воде:Изолированные постоянный ток, через связь。

↑ : процесс зарядки и разряда конденсатора

После того, как напряжение через конденсатор постоянна, конденсатор не может продолжать заряжаться, и он не может быть выписан. Следовательно, вертикальная мощность напряжения постоянно не может пройти через конденсатор. Это конденсатор ».ОКРУГ КОЛУМБИЯРоль.

Если напряжение через конденсатор изменяется, внутренний интерьер выпускается внутри, когда внешнее напряжение низкое, внешнее напряжение высокое, а измененная часть может проходить через конденсатор. Это конденсатор ».ОбменРоль.

↑ : фильтрация совместной емкости

Когда конденсатор находится параллельно на линии сигнализации или шнура питания,ФильтрРоль, сигнал переменного тока импортируется, а компонент постоянного тока пропускается через емкость к другому.

↑ : серия емкости

Конденсатор подключен последовательно на сигнальной линии.ГранулярностьРоль. Компонент переменного тока проходит через конденсатор, а компонент постоянного тока заблокирован.

↑ : эквивалентная цепь фактической емкости на высокой частоте

↑ : Частота отклика фактического конденсатора, эквивалентное сопротивление специфического частотного диапазона является наименьшим

↑ : 1PF конденсатор высокой частотной характеристики

Теоретический конденсатор может пройти все высокочастотные сигналы. Однако фактический конденсатор является паразитарным, представляет собой резонансную цепь LC, что является эквивалентным сопротивлением вокруг резонансной точки.

то есть,Конденсатор может блокировать или частично заблокировать сигнал переменного тока других полос частот через определенную диапазон частотных полос. Чем больше емкость, тем нижняя полоса частоты, которую можно отфильтровать.。

Если есть неограниченный конденсатор, емкость, которая недоволен навсегда, то постоянный ток (0 Гц AC) также может полностью отфильтровывать.

Так во время использования,Чтобы выбрать подходящую емкость на основе частоты сигналаОтказ Фильтрация низкочастотного шума с большой емкостью, отфильтровывайте высокочастотный шум небольшой емкости.

Я понимаю все использование «сопротивления» в одном тексте, инженеров оборудования вы узнали ранее.

Я понимаю, что устойчивость к отбора проб всего использования «сопротивления», инженеры оборудования должны принять классы

 

Классификация емкости! Инженеры оборудования должны собирать!

Емкость емкости, значение стоимости, точность? Аппаратная инженер, точность емкости, вы выбираете? 1NF-5%

Что такое резистивный 2? Основные параметры сопротивления — Аппаратные средства инженеры должны

Выпрямители с умножением напряжения.

НАКАПЛИВАЮЩИЕ ЁМКОСТИ

НАКАПЛИВАЮЩИЕ ЁМКОСТИ

Наряду с выпрямительными элементами, другими основными частями всех выпрямителей с умножением напряжения являются конденсаторы, накапливающие электрические заряды и позволяющие их суммировать. Поэтому для обеспечения нормальных условий работы применяемых конденсаторов важно знать особенности их работы в различных цепях схемы.

Как известно, электролитические конденсаторы, получившие в выпрямителях с умножением напряжения преимущественное применение, могут работать только в цепях постоянного или пульсирующего тока (если пульсации не превышают определённых, для каждого типа конденсаторов значений). Действующее рабочее напряжение на конденсаторе складывается из постоянного напряжения и амплитуды напряжения пульсаций.

В настоящее время выпускается несколько типов электролитических конденсаторов с различными рабочими напряжениями (от 8 до 500 в) и ёмкостями (от 2 до 5000 мкФ). Наибольшее распространение в массовой радиовещательной аппаратуре и радиолюбительской практике получили конденсаторы типов КЭ-1, КЭ-2 и КЭ-3.

По допуску рабочей ёмкости эти конденсаторы относятся к деталям V класса; отклонение их действительной ёмкости от указанною на этикетке может колебаться в пределах от +50% до -20%. По допуску рабочих температур они делятся на две группы: морозостойкие (группа М) с интервалом рабочих температур от -40 до +60° С и особо морозостойкие (группа ОМ) с интервалом рабочих температур от -60° до +60°. Последняя группа широкого распространения не получила.

Ёмкость электролитических конденсаторов сильно зависит от температуры. Так, например, при понижении температуры до -40° С ёмкость конденсаторов уменьшается примерно на 50%, а при повышении температуры до +60° С — возрастает примерно на 30% по сравнению с ёмкостью при температуре 15-20° С.

Номинальный ток утечки у электролитических конденсаторов оказывается тем большим, чем больше их ёмкости и выше рабочее напряжение. У конденсаторов ёмкостью 10-30 мкф при напряжении 300-500 в ток утечки составляет обычно 1-2 мА, а у конденсаторов большей ёмкости (2000 мкф и больше) он достигает 10 мА и даже больше. Особо морозостойкие конденсаторы (группа ОМ) имеют ток утечки на 25% меньший, чем аналогичные конденсаторы группы М. При повышении рабочей температуры конденсатора ток утечки также повышается.

При длительном хранении электролитических конденсаторов происходит высыхание электролита, в результате чего конденсаторы теряют ёмкость и становятся негодными.

Выбирая электролитические конденсаторы для выпрямителей с умножением напряжения, особое внимание следует обращать на параметр, определяющий их нормальную работу в цепях, содержащих переменную составляющую выпрямленного напряжения. В табл. 4 приведено (в процентном отношении к постоянному напряжению на конденсаторе) допустимое значение амплитуды переменной составляющей для электролитических конденсаторов различной ёмкости и различного номинального рабочего напряжения. Превышение указанных в табл. 4 величин приводит к нагреву конденсатора, увеличению тока утечки и, в конечном результате, к его гибели.

Таблица 4

Ёмкость, мкф	Допустимое амплитудное значение составляющей переменного напряжения от рабочего напряжения, %
	до 50 в		от 150 до 450 в		500 в
	Группа ОМ	Группа М	Группа ОМ	Группа М	Группа ОМ	Группа М
2-20 30-100 Выше 100	25 15 8	15 10 5	10 8 —	10 6 —	10 — —	10 — —

Как видно из табл. 4, амплитуда переменной составляющей напряжения на конденсаторе не должна превышать (в зависимости от его ёмкости и допустимого рабочего напряжения) 6-25% постоянного напряжения, причём повышенное значение пульсаций допускают конденсаторы группы ОМ. Необходимо отметить выгодность применения вместо одного конденсатора большой ёмкости двух или нескольких конденсаторов меньшей ёмкости, соединённых параллельно. Такая группа допускает больший процент пульсаций.

Металлический корпус конденсатора чаще всего является его электродом, присоединяемым к минусу электрической цепи. В этом случае для включения конденсаторов в описанные выше схемы выпрямителей корпус каждого из них следует надёжно изолировать, чтобы избежать контакта с шасси, другими конденсаторами или деталями схемы. Устанавливать конденсаторы можно в любом положении, но не следует крепить их при монтаже за контактные выводы.

В описании схем мы указывали рабочие напряжения на каждом конденсаторе, а также коэффициент пульсации, который служит исходной величиной для расчёта элементов фильтра на выходе выпрямителя.

Самым тяжёлым участком для электролитических конденсаторов по причине высокого уровня переменной составляющей является место включения конденсатора С1 в схемах фиг. 1б, 3, 7 и 9, а также конденсаторов С1 и С2 в схеме фиг. 5. При больших мощностях, снимаемых с выпрямителя, амплитуда переменной составляющей на этих конденсаторах может достигать 30-35% постоянного напряжения (при ёмкости конденсатора 50 мкФ). Такое высокое процентное содержание переменной составляющей недопустимо, поэтому ёмкость конденсатора в таких случаях приходится брать в два раза больше указанной. Процентное значение пульсации при этом снижается больше чем в два раза, так как постоянная составляющая несколько возрастает. Лучше всего на этих участках схемы применять конденсаторы группы ОМ, соединённые по нескольку штук параллельно. Во время работы выпрямителя нужно следить, чтобы конденсаторы не нагревались больше чем на 10-15° С температуры окружающего воздуха. В случае какого-либо нарушения нормальной работы выпрямителя следует первым делом проверять исправность этих конденсаторов.

Все остальные электролитические конденсаторы, включаемые в другие участки схемы, работают в спокойном режиме, так как процент пульсации на них не выходит за допустимые пределы.

При малых мощностях выпрямителей, когда сопротивление нагрузки велико и ёмкости конденсаторов могут быть небольшими, пригодны к применению бумажные конденсаторы. В этом случае все приведённые выше опасения отпадают.

При последовательном соединении конденсаторов процент пульсации на каждом из них остаётся прежним, так как напряжения постоянной и переменной составляющих соответственно перераспределяется. Чтобы это распределение было равномерным, каждый конденсатор нужно шунтировать высокоомным сопротивлением (порядка 0,1 — 0,2 мОм).

Начало. СХЕМЫ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ С УМНОЖЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ

Продолжение. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

BACK MAIN PAGE

основные параметры прибора, как работает и от чего зависит большая ёмкость

В конструкциях подавляющего количества электроприборов присутствует электролитический конденсатор. Телевизоры, радио, аудиотехника, стиральные машины, кондиционеры, компьютеры, принтеры — вот далеко не полный перечень приборов, оснащённых таким конденсатором. Достаточно широкое применение прибор нашёл не только в бытовых устройствах, используемых в повседневной жизни, но также в промышленной, военной и строительной сфере.

• Особенности конструкции
• Стадии производства
• Основные характеристики
• Разновидности конденсаторов

Особенности конструкции

Широкий спектр применения электролитических конденсаторов обусловлен их высокими функциональными свойствами и простотой конструкции. При относительно небольших размерах они обладают достаточно большой ёмкостью. Система стандартного конденсатора из алюминия состоит из:

1. Двух бумажных лент. Для их изготовления используется особая конденсаторная бумага, пропитанная составом, проводящим электрический ток.
2. Двух алюминиевых полосок. Фольга для их производства обрабатывается специальным образом.

Все полоски скручены в единый рулон. Роль активного элемента выполняют выводы, соединённые с электродами и оснащённые уплотнителем. Вся конструкция заключена в имеющий форму цилиндра алюминиевый корпус. На основе этой системы производится несколько видов моделей:

• с выводами, расположенными в одном направлении;
• с повышенной механической прочностью крепления;
• для поверхностного монтажа.

Стадии производства

Все электролитические конденсаторы большой ёмкости изготавливаются в соответствии с выверенной технологией. Производственный процесс состоит из нескольких важных этапов:

1. Травление фольги. Таким термином принято обозначать процедуру увеличения эффективной площади поверхности. Увеличение площади становится возможным за счёт электрохимической коррозии либо химической эрозии. Пульсирующий ток в совокупности с определённой температурой и составом электролита меняет форму, размер фольги и число микроскопических каналов на её поверхности.
2. Образование оксидного слоя. Анодная фольга, прошедшая процедуру травления, подвергается окислению, т. е. на неё воздействуют раствором солей аммония, фосфорной или борной кислотой (в случае с высоковольтными конденсаторами). В некоторых случаях на катодной фольге тоже наращивают слой оксида алюминия Al2O3.
3. Нарезка. Из бумаги и прошедшей необходимую обработку фольги вырезают полоски заданной длины и ширины.
4. Присоединение выводов. С электродами их соединяют с помощью холодной или точечной сварки.
5. Пропитывание. Производится с целью заполнения электролитом пор конденсаторной бумаги. Перед этим электролитический конденсатор под давлением освобождается от влаги. В порах должен находиться определённый объём электролита. Его избыток удаляют, поместив элементы в центрифугу. Во избежание потери электролита внутрь устройства устанавливают резиновые уплотнители.

Заключительная стадия производства представляет собой сборку всех деталей в единый прибор, покрытый защитным корпусом из алюминия и изолирующей оболочкой. Ещё одним обязательным этапом является проверка на наличие повреждений оксидного слоя и его восстановление.

Основные характеристики

Устройство конденсатора легче всего представить в виде упрощённого описания. На нём можно увидеть основные параметры электролитических конденсаторов:

1. Ёмкость. Этот показатель находится в прямой зависимости от температуры. Падение температуры (до нулевого значения и ниже) приводит к тому, что вязкость электролитного состава (как и сопротивление в микроскопических порах фольги) увеличивается, приводя к уменьшению объёма. Увеличение температуры выше 20 градусов, наоборот, ведёт к расширению деталей и общей ёмкости прибора. Также величина этого показателя зависит от частоты. Частота и амплитуда переменного напряжения, поданного на прибор, помогают определить его ёмкость.
2. Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Его размер и взаимосвязь с другими величинами определяется по формуле ESR=(tan δ)/(2*π*f* ESС). Угол δ образуется между вектором напряжения конкретного конденсатора и вектором напряжения на идеальной ёмкости. Tan δ представляет собой частное от деления активной мощности на реактивную мощность (при синусоидальной форме напряжения).
3. Полное сопротивление (импеданс) получается в результате суммарного действия ёмкости оксидного слоя, активного сопротивления бумажного сепаратора и электролита, ёмкости пропитанного электролитом сепаратора, индуктивности обмоток и выводов конденсатора.

Еще одна важная характеристика — это показатель тока, пропущенного через диэлектрический слой оксида на положительном электроде. Если конденсатор долгое время не получал напряжения, величина тока утечки будет высокой. Это свидетельствует о разрушении слоя оксида алюминия.

Разновидности конденсаторов

Неотъемлемой составляющей прибора и залогом его эффективной работы является наличие электролита между пластинами. В зависимости от того, какой состав выполняет эту функцию, конденсаторы бывают:

• сухие;
• жидкостные;
• оксидно-металлические;
• оксидно-полупроводниковые.

Отличительная особенность оксидно-полупроводниковых устройств заключается в том, что роль катода в них выполняет полупроводник, нанесённый непосредственно на оксид алюминия. Анод может быть изготовлен как из алюминия, так и из тантала, ниобия или спечённого порошка.

Наличие катода и анода свидетельствует о том, что электролитический конденсатор относится к разряду полярных приборов. Его работа возможна при прохождении тока только в одну сторону. Для работы в электрических цепях с синусоидным током были разработаны неполярные электролиты. В ходе их производства используются дополнительные элементы, значительно увеличивающие размеры и цену готовых устройств.

Отдельной разновидностью устройства, обеспечивающего протекание электрохимических процессов, считается ионистор. Его принцип действия основывается на соприкосновении электролита с обкладкой, в результате чего образуется двойной электрический слой. Подобная конструкция позволяет использовать ионистор не только по его прямому назначению, но и как химический источник электроэнергии.

Набранная за короткое время ёмкость ионистора может сохраняться долго. При напряжении около десяти вольт ёмкость может доходить до нескольких фарад. При оптимально подобранном сочетании напряжения и температурного режима его рабочий ресурс может достичь 40 тысяч часов. Однако колебание заданных изначально характеристик спровоцирует снижение срока службы в несколько десятков раз (до 500 часов).

Область использования ионисторов широка. Их задействуют для резервирования разных источников питания. Они успешно применяются в солнечных батареях, радиоаппаратуре для автомобилей и «умных домах».

Конденсаторы.Характеристики различных типов конденсаторов.

Электрические характеристики конденсаторов зависят от их конструкции и свойств применяемых материалов. Выбирая конденсаторы для разработки конкретного устройства необходимо учитывать следующие параметры: а) Требуемое значение емкости конденсатора (мкФ, нФ, пФ). б) Рабочее напряжение конденсатора (то максимальное значение напряжения, при котором конденсатор может работать длительно без изменения своих параметров). в) Требуемую точность (возможный разброс значений емкости конденсатора). г) температурный коэффициент емкости (зависимость емкости конденсатора от температуры окружающей среды), д) стабильность конденсатора, е) ток утечки диэлектрика конденсатора при номинальном напряжении и данной температуре. (Может быть указано сопротивление диэлектрика конденсатора.) В табл. 1 — 3 приведены основные характеристики конденсаторов различных типов. Таблица 1. Характеристики керамических, электролитических конденсаторов и конденсаторов на основе металлизированной пленки. Параметр конденсатора Тип конденсатора Кера- мический Электро- литический На основе металли- зированной пленки Диапазон изменения емкости конденсаторов От 2,2 пФ до 10 нФ От 100 нФ до 68000 мкФ 1 мкФ до 16 мкФ Точность (разброс значений емкости), % ± 10 и ±20 ±10 и ±50 ±20 Рабочее напряжение конденсаторов, В 50 — 250 6,3 — 400 250 — 600 Стабильность конденсатора Достаточная Плохая Достаточная Диапазон изменения температуры окружающей среды, оС От -85 до +85 От -40 до +85 От -25 до +85 В керамических конденсаторах диэлектриком является высококачественная керамика: ультрафарфор,тиконд,ультрастеатит и др. Обкладкой служит слой серебра, нанесенный на поверхность. Керамические конденсаторы применяются в разделительных цепях усилителей высокой частоты. В электролитических полярных конденсаторах диэлектриком служит слой оксида, нанесенный на металлическую фольгу. Другая обкладка образуется из пропитанной электролитом бумажной ленты. В твердотельных оксидных конденсаторах жидкий диэлектрик заменен специальным токопроводящим полимером. Это позволяет увеличить срок службы(и надежность). Недостатками твердотельных оксидных конденсаторов являются более высокая цена и ограничения по напряжению(до 35 в). Оксидные электролитические и твердотельные конденсаторы отличаются большой емкостью, при относительно малых размерах. Эта их особенность определяется тем, что толщина оксида — диэлектрика очень мала. При включении оксидных конденсаторов в цепь, необходимо соблюдать полярность. В случае нарушения полярности, электролитические конденсаторы взрываются, твердотельные — просто выходят из строя. Что бы полностью избежать возможности взрыва(у электролитических конденсаторов), некоторые модели снабжаются предохранительными клапанами(отсутствуют у твердотельных). Область применения оксидных (электролитических и твердотельных) конденсаторов — разделительные цепи усилителей звуковой частоты, сглаживающие фильтры источников питания постоянного тока. Конденсаторы на основе металлизированной пленки применяются в высоковольтных источниках электропитания. Таблица 2. Характеристики слюдяных конденсаторов и конденсаторов на основе полиэстера и полипропилена. Параметр конденсатора Тип конденсатора Слюдяной На основе полиэстера На основе поли- пропилена Диапазон изменения емкости конденсаторов От 2,2 пФ до 10 нФ От 10 нФ до 2,2 мкФ От 1 нФ до 470 нФ Точность (разброс значений емкости), % ± 1 ± 20 ± 20 Рабочее напряжение конденсаторов, В 350 250 1000 Стабильность конденсатора Отличная Хорошая Хорошая Диапазон изменения температуры окружающей среды, оС От -40 до +85 От -40 до +100 От -55 до +100 Слюдяные конденсаторы изготавливаются путем прокладывания между обкладками из фольги слюдяных пластин, или наоборот — металлизацией слюдяных пластин. Слюдяные конденсаторы находят применение в звуковоспроизводящих устройствах, фильтрах высокочастотных помех и генераторах. Конденсаторы на основе полиэстера — это конденсаторы общего назначения, а конденсаторы на основе полипропилена применяются в высоковольтных цепях постоянного тока. Таблица 3. Характеристики слюдяных конденсаторов на основе поликарбоната, полистирена и тантала. Параметр конденсатора Тип конденсатора На основе поликарбоната На основе полистирена На основе тантала Диапазон изменения емкости конденсаторов От 10 нФ до 10 мкФ От 10 пФ до 10 нФ От 100 нФ до 100 мкФ Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), % ± 20 ± 2,5 ± 20 Рабочее напряжение конденсаторов, В 63 — 630 160 6,3 — 35 Стабильность конденсатора Отличная Хорошая Достаточная Диапазон изменения температуры окружающей среды, оС От -55 до +100 От -40 до +70 От -55 до +85 Конденсаторы на основе поликарбоната используются в фильтрах, генераторах и времязадающих цепях. Конденсаторы на основе полистирена и тантала используются тоже, во времязадающих и разделительных цепях. Они считаются конденсаторами общего назначения. В металлобумажных конденсаторах общего назначения, обкладки изготавливаются путем напыления металла на бумагу пропитанную специальным составом и покрытые тонким слоем лака. Небольшие замечания и советы по работе с конденсаторами. Необходимо помнить, что следует выбирать конденсаторы с повышенным номинальным напряжением при возрастании температуры окружающей среды,создавая больший запас по напряжению, для обеспечения высокой надежности. Если задано максимальное постоянное рабочее напряжение конденсатора, то это относится к максимальной температуре (при отсутствии дополнительных оговорок). Поэтому, конденсаторы всегда работают с определенным запасом надежности. И все-же, желательно обеспечивать их реальное рабочее напряжение на уровне 0,5—0,6 номинального. Если для конденсатора оговорено предельное значение переменного напряжения, то это относится к частоте (50-60) Гц. Для более высоких частот или в случае импульсных сигналов следует дополнительно снижать рабочие напряжения во избежание перегрева приборов из-за потерь в диэлектрике. Конденсаторы большой емкости с малыми токами утечки способны долго сохранять накопленный заряд после выключения аппаратуры. Что бы обеспечить более быстрый их разряд, для большей безопасности, следует подключить параллельно конденсатору резистор сопротивлением 1 МОм (0,5 Вт). В высоковольтных цепях нередко применяют последовательное включение конденсаторов. Для выравнивания напряжений на них, необходимо параллельно каждому конденсатору дополнительно подключить резистор сопротивлением от 220 к0м до 1 МОм. Для защиты от помех, в цифровых устройствах применяется шунтирование по питанию с помощью пары — электролитический конденсатор большей емкости + слюдяной, либо керамический — меньшей. Электролитический конденсатор шунтирует низкочастотные помехи, а слюдяной( или керамический) — высокочастотные. Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт «Электрика это просто».

Купить Алюминиевый электролитический конденсатор малой емкости 0,1 мкФ 63 В, 6000 часов

Перейти к содержимому

• Радиальный алюминиевый конденсатор 0,1 мкФ 63 В
• Срок службы: 6000 часов
• Размер: 5*11 мм
• Минимальный заказ: 1000 шт.
• Цена: 0,1~1 долл./шт.
• Бесплатный образец
• Услуги OEM/ODM

Категории: Конденсатор от 6000 до 8000 часов, Электролитический конденсатор, Конденсатор с длительным сроком службы Теги: конденсаторы, электролитический конденсатор, конденсатор с длительным сроком службы

• Описание
• Отзывы (0)

Описание

Радиальный алюминиевый электролитический конденсатор малой емкости 0,1 мкФ 63 В, 6000 часов

Производство и поставка фабрики Xuansn алюминиевого электролитического конденсатора малой емкости 0,1 мкФ 63 В, 6000 часов.

• Рабочая температура: -40 ~ +105℃
• Срок службы: 6000 часов
• Размер: 5*11 мм
• Пульсирующий ток: 1,2 мА·ч
• Танδ: 0,09

Радиальные алюминиевые электролитические конденсаторы с длительным сроком службы идеально подходят для источников питания светодиодов, водонепроницаемых источников питания, источников питания уличных фонарей и источников питания шахтных фонарей и т. д. мм)

ΦD	5	6,3	8	10	13	16	18
П	2,0	2,5	3,5	5,0	5,0	7,5	7,5
Φd	0,5	0,5	0,5	0,6	0,6	0,8	0,8
α	1,0			2,0
β	0,5

Коэффициент частоты номинального пульсирующего тока

Емкость (мкф)	50 Гц	120 Гц	300 Гц	1 кГц	10 кГц
от 0,1 до 47	0,75	1,00	1,35	1,55	2
от 68 до 680	0,80	1,00	1,25	1,34	1,5
от 1000 до 22000	0,85	1,00	1. 10	1,13	1,15

Стандартные рейтинги (при 120 Гц, 105 ° C)

Фабрика Show

Наше преимущество:

Наше преимущество:

Наше преимущество.

Продукты с  высокой стабильностью, высокой температурой, небольшим размером, малым допуском  и так далее.

Допуски продукта строго контролируются в пределах от  -15% до -10% .

У нас есть самое передовое в мире производственное оборудование, и мы улучшаем процесс управления.

Мы можем предоставить индивидуальный дизайн в соответствии с вашими потребностями и предоставить вам бесплатный образец.

Наша продукция соответствует директиве RoHS, а завод соответствует системе управления ISO 9001.

Часто задаваемые вопросы:

Q1. Могу ли я получить образцы конденсаторов?

О:  Да, приветствуем образцы для тестирования и проверки качества, образцы заводских брендов бесплатны.

Q2. Что насчет времени выполнения?

О: Образцу требуется 3-5 дней, массовому заказу требуется 2 недели.

Q3. Как вы отправляете товар и сколько времени занимает доставка?

A:   Обычно мы отправляем DHL, UPS, FEDEX или TNT, доставка обычно занимает 3-5 дней. Авиаперевозки и морские перевозки также не являются обязательными.

Q4. Можно ли напечатать мой логотип на конденсаторе?

A:   Да, пожалуйста, сообщите нам официально перед началом производства и сначала подтвердите дизайн на основе нашего образца

Q5. Предоставляете ли вы гарантию на продукцию?

О: Да, мы предлагаем 2-3 года гарантии на нашу продукцию.

Q6. Как быть с неисправным?

О:   Если товар, который вы приобрели на заводе из-за проблем с качеством, вы можете вернуть его нам для замены или возврата денег. И любые возвращенные товары должны быть в своем первоначальном состоянии, чтобы иметь право на возврат или замену .

Если у вас есть какие-либо интересные вопросы или проблемы, пожалуйста, свяжитесь с нами!

Свяжитесь с нами

Эл.

Китай Электролитическая емкость, Производители электролитической емкости, Поставщики, Цена

Китай Электролитическая емкость, Производители электролитической емкости, Поставщики, Цена | Сделано в Китае.com

Дом Электролитическая емкость 2022 Список продуктов

Электролитическая емкость 21 558 продукты найдены из 552

Характеристики продукта

Минимальный заказ

Поиск внутри

Характеристики компании

Тип участника

• Бриллиантовый член
• Золотой участник
• Проверенный поставщик

Тип бизнеса

Возможности НИОКР

Город

• Шэньчжэнь (6408)
• Шанхай (3179)
• Сюаньчэн (1996)
• Синтай (1852)
• Ханьдань (1184)
• Синьсян (1112)
• Чжэнчжоу (768)
• тонглинг (445)
• Ганьчжоу (337)
• Ханчжоу (323)
• Подробнее

Электролитический конденсатор – определение, символ, характеристики

Электролитический конденсатор

Конденсатор, в котором используется электролит для получения высокой емкости, является электролитическим конденсатором. Электролит представляет собой жидкость или гель с очень высокой концентрацией ионов. Итак, прежде чем узнать об электролитических конденсаторах, важно узнать о терминах электролит и конденсатор. Узнайте больше об электролитическом конденсаторе, его типах, полярности, символе и многом другом.

Что такое конденсатор?

Конденсатор похож на батарею, но они работают по-разному. Батарея представляет собой электронное устройство, которое преобразует химическую энергию в электрическую. Конденсатор накапливает электростатическую энергию в электрическом поле.

Конденсатор представляет собой двухполюсное электрическое устройство. Он может накапливать энергию в виде электрического заряда. Он состоит из двух электрических проводников, разделенных расстоянием, а пространство между ними заполнено вакуумом или изоляционным материалом, называемым диэлектриком.

Емкость — это способность конденсатора накапливать заряды. Итак, конденсатор накапливает энергию, удерживая пары противоположных зарядов на расстоянии. Простейшая конструкция конденсаторов состоит из двух металлических пластин с зазором между ними.

Что такое электролитический конденсатор?

Конденсатор, между двумя заряженными концами которого находится электролит, называется электролитическим конденсатором. Электролитический конденсатор — это общий термин, охватывающий три различных конденсатора:

• Алюминиевый электролитический конденсатор
• Танталовый электролитический конденсатор
• Ниобиевый электролитический конденсатор.

Электролиты этих конденсаторов содержат алюминий или тантал и другие металлы. Способность большой емкости делает электролитические конденсаторы полезными для передачи низкочастотных сигналов. Эти конденсаторы широко используются для фильтрации шума. Они также находят применение в развязке источников питания. Однако наряду с преимуществом большой емкости возникают некоторые недостатки, такие как токи утечки, ограниченный срок службы и эквивалентное последовательное сопротивление.

Знаете ли вы: Некоторые специальные электролитические конденсаторы имеют емкость до тысяч фарад. Они называются суперконденсаторами или двухслойными электролитическими конденсаторами.

Разновидности электролитических конденсаторов

В каждом из трех электролитических конденсаторов используется нетвердый и твердый диоксид марганца. Он также может содержать твердые полимерные электролиты.

В зависимости от металла анода и используемого электролита разновидности электролитических конденсаторов бывают:

 

Алюминиевые электролитические конденсаторы	Нетвердый электролит Органические/неорганические растворители	Твердый электролит MnO 2
Танталовые электролитические конденсаторы	Нетвердый электролит Серная кислота Влажный слизень	Твердый электролит MnO 2
Электролитические конденсаторы на основе оксида ниобия	–	Твердый электролит MnO 2

Конструкция электролитических конденсаторов

Алюминиевые электролитические конденсаторы включают следующее:

• две алюминиевые фольги
• бумажная прокладка, пропитанная электролитом

Одна алюминиевая фольга остается покрытой оксидным слоем; эта фольга действует как анод. Алюминиевая фольга без покрытия действует как катод.

При нормальной работе анод находится под положительным напряжением, в отличие от катода. Так, катод часто маркируется знаком минус на корпусе конденсатора.

Пропитанная электролитом бумага (анод) и катод складываются в стопку. Затем свая скручивается и помещается в цилиндрический корпус. Они подключаются к цепи через контакты.

Две распространенные геометрии:

• Осевая
• Радиальный

Осевые конденсаторы состоят из одного контакта на каждом конце цилиндра. Напротив, конденсаторы с радиальной геометрией имеют оба контакта на одном конце цилиндра.

Знаете ли вы: Почему некоторые конденсаторы такие большие? Конденсатор с большой емкостью громоздкий и имеет большие размеры. Напряжение пробоя диэлектрического слоя пропорционально его толщине. Таким образом, создание более толстых слоев создает конденсаторы с более высоким номинальным напряжением. Емкость электролитического конденсатора зависит от нескольких факторов, в том числе от площади пластины и толщины электролита.

Электролитический конденсатор Символ

Электролитический конденсатор состоит из алюминиевой или танталовой пластины с оксидным диэлектрическим слоем. Жидкий электролит является другим электродом. Эти поляризованные конденсаторы обеспечивают высокую емкость. Однако они имеют низкую переносимость и высокую взрывоопасность. На следующем рисунке показано обозначение электролитического конденсатора:

Символ электролитического конденсатора

Полярность электролитического конденсатора

Электролитические конденсаторы поляризованы. Эта поляризация обусловлена ​​их асимметричной конструкцией. Они должны работать с более высоким напряжением, когда на аноде больше положительного заряда, чем на катоде. Часто электролитические конденсаторы имеют маркировку полярности на корпусе.

Почти каждый электролитический конденсатор поляризован, т. е. напряжение на аноде всегда выше, чем на катоде.

Характеристики электролитических конденсаторов

Электрические характеристики электролитических конденсаторов в основном зависят от используемого электролита и анода. Основные характеристики следующие:

Емкость и допуск : Электролит и анод электролитического конденсатора влияют на значение емкости. Емкость во многом зависит от частоты и температуры. Более того, конденсаторы с нетвердым электролитом имеют более широкий диапазон частот и температур, чем конденсаторы с твердым электролитом.

Емкость измеряется в микрофарадах. Значение емкости, указанное производителями, называется номинальной или номинальной емкостью. Процентное отклонение от номинального значения называется допуском емкости.

Дрейф емкости: Емкость имеет большой допуск 20%. Однако с течением времени она дрейфует от номинальной стоимости. Таким образом, алюминиевый электролитический конденсатор с номинальной емкостью 47 мкФ будет иметь емкость от 37,6 мкФ до 56,4 мкФ.

Хотя танталовые конденсаторы также имеют более высокие допуски, низкое максимальное рабочее напряжение. Поэтому их нельзя использовать в качестве идеальной замены алюминиевым конденсаторам.

Срок годности электролитических конденсаторов : Важно отметить, что конденсаторы, изготовленные по старым технологиям, имели более короткий срок годности, всего до нескольких месяцев.

Знаете почему?

Потому что, когда они не использовались, оксидный слой разрушался. Однако можно восстановить изношенный слой в процессе, называемом риформингом конденсатора. Этот процесс осуществляется путем подключения электролитического конденсатора к источнику напряжения через резистор. Напряжение медленно увеличивают до полного восстановления оксидного слоя.

Современные электролитические конденсаторы имеют более длительный срок хранения, составляющий два года и более. Однако, если вы оставите эти конденсаторы неполяризованными на более длительное время, их также придется формировать перед использованием.

Применение электролитических конденсаторов

Некоторые применения электролитических конденсаторов:

• Они используются в фильтрующих устройствах для снижения колебаний напряжения.
• Они подходят для сглаживания выходных и входных сигналов для фильтрации слабого сигнала постоянного тока с составляющей переменного тока.
• Они широко используются для фильтрации шума.
• Электролитические конденсаторы используются для развязки источников питания.
• Они также используются для передачи сигналов между каскадами усилителя.
• Они помогают накапливать энергию в лампах-вспышках.

Как бы вы прочитали значение емкости?

Обычно для сквозного конденсатора на корпусе указываются его емкость и максимальное номинальное напряжение.

На нем вы найдете печатный текст типа «4,7 мкФ 25 В». Этот текст подразумевает, что номинальная емкость электролитического конденсатора составляет 4,7 мкФ. 25V означает, что его максимальное номинальное напряжение составляет 25 вольт, и это значение никогда не должно превышаться.

В случае электролитических конденсаторов для поверхностного монтажа вы найдете две основные маркировки. Первый — значение емкости в микрофарадах, а второй — рабочее напряжение.

Таким образом, эти конденсаторы будут иметь следующую маркировку:

4,7 25В

Это означает, что конденсатор имеет емкость 4,7 мкФ и рабочее напряжение 25 Вольт.

В другой системе маркировки вы увидите букву, за которой следуют три цифры. Эта буква означает номинальное напряжение. Значение различных букв представлено в таблице ниже. Среди трех чисел первые два представляют значение в пикофарадах, а третье число говорит, сколько нулей вы должны добавить к первым двум. Следующий пример поможет вам лучше понять.

Если вы встретите электролитический конденсатор с маркировкой – E476, это означает, что E означает 25 вольт, а 476 означает, что к 47 нужно добавить шесть нулей, чтобы получить емкость в пикофарадах. Следовательно, показание конденсатора будет 47000000 пФ = 47000 нФ = 47 мкФ.

Буквы на конденсаторах обозначают следующие максимальные значения напряжения:

Письмо	Напряжение
и	2,5
Г	4
Дж	6,3
А	10
С	16
Д	20
Э	25
В	35
Н	50

Чем электролитический конденсатор отличается от керамического конденсатора?

В следующей таблице перечислены основные отличия электролитического конденсатора от неэлектролитического или керамического конденсатора:

Характеристики	Электролитический конденсатор	Керамический конденсатор
Поляризация	Тип поляризованного конденсатора.	Это не поляризованный конденсатор.
Анодная клемма	Анодный вывод больше катодного.	Оба терминала равны.
Диапазон	от 0,1 мкФ до 4700 мкФ	от 10 пФ до 0,1 мкФ
Температурная стабильность	Бедный	Хорошо
Допуск	Высокий	Низкий
Жизнь	Короткий	Длиннее

Заключение

Электролитический конденсатор помогает достичь высокой емкости при введении электролита. Его анодный вывод всегда выше катода. Эти конденсаторы находят применение в различных областях, но чаще всего используются для уменьшения колебаний напряжения в фильтрующих устройствах.

Часто задаваемые вопросы

Q1. Что такое емкость?

Емкость описывает отношение изменения электрического заряда (Q) электрической системы к соответствующему изменению электрического потенциала.

Q2. Что такое конденсатор?

Конденсаторы представляют собой электрический компонент, сохраняющий энергию в виде электрических зарядов. Он состоит из двойных проводников, разделенных отмеченным расстоянием. Пространство между проводниками заполнено диэлектриком или вакуумом.

Q3. Что является единицей измерения емкости?

Единицей измерения емкости в системе СИ является фарад (сокращенно F). Его также можно измерять в микрофарадах. Единица названа в честь ученого Майкла Фарадея.

Алюминиевые электролитические конденсаторы по сравнению с пленочными конденсаторами

Прогресс в разработке полупроводников задает тенденции в современных и будущих устройствах силовой электроники: он проявляется, в частности, в меньших размерах, а также в более высоких напряжениях и частотах переключения. Применительно к конденсаторам промежуточной цепи эта тенденция приводит к стремлению к более высокой плотности энергии и большей токовой нагрузке и, в то же время, к уменьшению занимаемой площади.

В этих условиях, особенно алюминиевые электролитические конденсаторы и конденсаторы из пластиковой пленки предлагают выгодные решения. Jianghai использует обе технологии в производственной программе, и в этой статье дается обзор основных различий между алюминиевыми электролитическими конденсаторами и пленочными конденсаторами.

Сравнение технологий конденсаторов в цепи постоянного тока

Алюминиевые электролитические и пленочные конденсаторы
Д-р Арне Альбертсен, Jianghai Europe Electronic Components GmbH

Применение конденсаторов промежуточной цепи
В промежуточных цепях (звенья постоянного тока) преобразователей часто используются конденсаторы. Основными задачами этих конденсаторов являются (а) сглаживание пульсаций напряжения, наложенных на напряжение шины постоянного тока, и (б) обеспечение электрической энергией. На рис. 1 представлены блок-схемы преобразователей, имеющих звено постоянного тока.

Примеры применения инвертора включают ветряные турбины, фотоэлектрические системы, ИБП (источники бесперебойного питания), электродвигатели, электромобили, осветительное и сварочное оборудование. В зависимости от применения могут существовать различные требования к сроку службы, надежности, температуре, диэлектрической прочности, токопроводящей способности и другим параметрам конденсатора промежуточной цепи. Поскольку универсального конденсатора для всех приложений не существует, необходимо выбирать подходящие конденсаторы на основе конкретных требований соответствующего приложения.

Сравнение электролитических и пленочных конденсаторов
На рис. 2 показаны конструкция и основные материалы алюминиевого электролитического конденсатора (слева) и полипропиленового пленочного конденсатора (справа).

Структура и материалы электролитического конденсатора (слева) и пленочного конденсатора (справа) в сравнении

В то время как активная часть электролитических конденсаторов, так называемая обмотка, состоит из алюминия (анодная и катодная фольга), бумаги, и электролит, пленочный конденсатор изготовлен из пластиковой пленки с металлическим покрытием, из которой состоят его электроды.

Особенностью электролитического конденсатора является его «жидкий катод»: вся поверхность сильно шероховатой алюминиевой анодной фольги, покрытой оксидом алюминия в качестве диэлектрика, может полностью контактировать через электропроводящий электролит, чтобы реализовать высокую удельную емкость конденсатора. этой технологии [1].

Пленочный конденсатор изготовлен из сухих материалов: пластины конденсатора состоят из паров металлов, нанесенных на пластиковую пленку, служащую диэлектриком. Часто диэлектрик представляет собой полипропилен, состоящий из полимерных цепей, предпочтительно ориентированных в продольном и горизонтальном направлении (также известный как БОПП для биаксиально ориентированного полипропилена).

Различные электрические свойства этих двух технологий связаны с используемыми в них разными материалами. На рис. 3 показаны плотности энергии для некоторых выбранных диэлектриков в сравнении. Фактические алюминиевые электролитические конденсаторы имеют до десяти раз более высокую плотность энергии, чем полипропиленовые пленочные конденсаторы.

Сравнение плотности энергии диэлектриков – оксид алюминия и полипропилен Значения ESR: при низких температурах электролит становится более вязким и препятствует свободному движению ионов, что приводит к более высокому значению ESR. При температурах выше 60 °С СОЭ практически не изменяется [1]. Также емкость алюминиевых электролитических конденсаторов уменьшается с падением температуры на двузначный процент. Однако ESR и емкость пленочного конденсатора практически не зависят от температурных колебаний: емкость во всем диапазоне температур изменяется лишь примерно на 3-5 %, а значения ESR остаются почти постоянными.

Эти параметры показывают схожие характеристики в зависимости от частоты: для электролитических конденсаторов емкость и ESR сильно зависят от частоты [1], в то время как пленочные конденсаторы демонстрируют почти постоянные значения емкости и ESR в технически интересном диапазоне частот от 100 Гц до 200 Гц. кГц.

Пленочный конденсатор обеспечивает более высокое номинальное напряжение, чем электронный конденсатор: допустимое напряжение отдельного элемента может составлять до 1500 В, а номинальное напряжение электронного конденсатора ограничено 650 В [3]. Ограничения по напряжению (и току пульсаций) отдельных электролитических конденсаторов требуют последовательного и параллельного соединения нескольких конденсаторов для создания «конденсаторной батареи». При последовательном соединении электролитических конденсаторов выгодна активная или пассивная балансировка, чтобы обеспечить равномерное распределение напряжения цепи постоянного тока на отдельном конденсаторе. Это дополнительное усилие может оказаться весьма полезным, что убедительно демонстрирует сравнительно новая топология «3-уровневый инвертор» с меньшими потерями, меньшими нагрузками промежуточной цепи и меньшими удельными затратами на инверторы с большей выходной мощностью и частотой коммутации [5].

В таблице 1 сравниваются основные стрессовые факторы, режимы отказа и причины.

Сравнение старения, режимов отказа и важных факторов стресса электролитических конденсаторов и пленочных конденсаторов

Электролитические конденсаторы, а также пленочные конденсаторы называются «самовосстановлением»: дефекты в диэлектрическом слое электролитических конденсаторов устраняются путем анодное окисление, потребляющее кислород из электролита. Дефекты в пленочном конденсаторе, однако, выгорают и, таким образом, электрически изолированы, но каждый выгоревший дефект вызывает небольшую потерю диэлектрической пленки, т. е. небольшое уменьшение емкости.

При условиях эксплуатации в пределах спецификации обе технологии демонстрируют «мягкое» поведение в конце срока службы, которое в основном характеризуется параметрическими, а не катастрофическими отказами.

Рабочие параметры, температура, напряжение и ток пульсаций определяют срок службы электролитических конденсаторов. Для пленочных конденсаторов температура, напряжение и влажность ограничивают срок службы. Влияние пульсирующего тока на срок службы не входит в уравнение, поскольку самонагрев, возникающий из-за особенно низких значений ESR в пленочных конденсаторах, пренебрежимо мал. Типичные пределы изменения ESR в конце срока службы в два или три раза превышают начальные значения ESR для обеих технологий. Общие потери емкости в конце срока службы составляют 3% у пленочных и до 30% у алюминиевых электролитических конденсаторов.

Важным критерием при выборе технологии является стоимость: удельные затраты на хранение заданного количества энергии с алюминиевыми электролитическими конденсаторами значительно меньше (примерно в три раза), чем с пленочными конденсаторами. С другой стороны, превосходная токопроводящая способность пленочных конденсаторов превосходит электролитические конденсаторы по стоимости на ампер примерно в два раза. Эти существенные различия предполагают, что обе технологии останутся доступными на рынке в будущем.

Сводка
Современные конструкции силовой электроники требуют компактных конденсаторов цепи постоянного тока с длительным сроком службы. Алюминиевые электролитические конденсаторы убеждают своей высокой удельной плотностью энергии, а фольгированные конденсаторы обеспечивают большую устойчивость к току пульсации. Обе технологии имеют физические ограничения, основанные на их конструкции и используемых материалах. Выбор подходящего конденсатора цепи постоянного тока зависит в каждом случае от соответствующих требований применения. Интенсивная проектная поддержка производителя конденсаторов всегда является обязательной.

Каталожные номера
[1] Альбертсен А., Lebe lang und in Frieden! Hilfsmittel für eine praxisnahe Elko-Lebensdauerabschätzung, Elektronik Components 2009, 22-28 (2009)
[2] Альбертсен, А., Auf eine sichere Bank setzen – Zuverlässigkeit von Elektrolytkondensatoren, Elektronik Components 2010, 14-17 (2010)
[3] Альбертсен, А., Gebührenden Abstand einhalten! – Spannungsfestigkeitsbetrachtungen bei Elektrolytkondensatoren, Elektronik Power, 54-57 (2011)
[4] Марц, М., Шлетц, А., Эккардт, Б., Эгелькраут, С., Раух, Х., Интеграция системы силовой электроники для электрических и гибридных транспортных средств, в: Proc. Международная конференция по интегрированным системам силовой электроники (CIPS), 2010 г.
[5] Тойго, И., Занеттин, К., Ди Лелла, М., IGBT-Modulplattform: Hohe Zuverlässigkeit von USV-Systemen mit leistungsstarken 3-Level-Wechselrichtern, Elektronik Praxis (2011)
[6] Ванг, Х. , Блаабьерг, Ф., Надежность конденсаторов для приложений с промежуточным звеном постоянного тока – обзор, в: Proc. Преобразование энергии IEEE. конгр. и Экспо., 2013, стр. 1866-1873

---

• Поделиться:

Руководство по конденсаторам

Введение

В качестве пассивных компонентов, используемых в цепях, часто используются такие конденсаторы, как алюминиевые электролитические конденсаторы, фильтрующие конденсаторы, танталовые конденсаторы и керамические микросхемы. Из-за особенностей каждого конденсатора соответствующее применение отличается. Так что эта статья сначала знакомит с базовыми знаниями о конденсаторах, сравнивались их отличия и характеристики, затем обобщаются методики подбора конденсаторов на практике.

Руководство по конденсаторам: что такое конденсатор?

 

I Классификация и назначение конденсаторов

Конденсатор состоит из двух металлических полюсов, между которыми зажат изолирующий материал (среда). В соответствии со структурой конденсаторы можно разделить на постоянные конденсаторы, переменные конденсаторы и регулируемые конденсаторы. И в соответствии с диэлектрическим материалом конденсаторы можно разделить на газодиэлектрические конденсаторы, жидкостные диэлектрические конденсаторы, неорганические твердые диэлектрические конденсаторы, органические твердые диэлектрические конденсаторы и электролитические конденсаторы. Конденсаторы также делятся на полярные и неполярные в зависимости от полярности. И электролитический конденсатор является наиболее распространенным. Конденсатор имеет функцию блокировки питания постоянного тока и пропускания переменного тока в цепи 9.0019

Рис.1. Конденсаторы

II Обозначения конденсаторов

Существуют национальные обозначения конденсаторов и международные электронные обозначения, и оба они схожи. Единственная разница заключается в полярной емкости: в отечественных странах для обозначения положительного полюса используется пустое поле под горизонтальной линией, а в международных — это обычный символ емкости плюс символ « ». На принципиальной схеме конденсаторы обычно обозначаются символом C.

Рис.2. Схематические обозначения конденсаторов

 

III Единица измерения емкости

Основные единицы измерения емкости:  Ф, мкФ, нФ и пФ. Последние три в действительности более распространены, чем первые, и точное преобразование между ними выглядит следующим образом: конденсатор имеет значение выдерживаемого напряжения, что является одним из его важных параметров. Номинальные значения выдерживаемого напряжения обычных неполярных конденсаторов составляют 63 В, 100 В, 160 В, 250 В, 400 В, 600 В, 1000 В и т. д. Выдерживаемое напряжение полярного конденсатора относительно ниже, чем у неполярного конденсатора, в том числе 4 В, 6,3 В, 10 В, 16 В, 25 В, 35 В, 50 В, 63 В, 80 В, 100 В, 220 В, 400 В и т. Д.

 

Существует много видов конденсаторов, их можно разделить на неполярные переменные конденсаторы, неполярные постоянные конденсаторы и полярные конденсаторы в соответствии с принципом работы. В зависимости от материала их можно разделить на конденсаторы CBB (полиэтилен), полиэфирные конденсаторы, керамические конденсаторы, слюдяные конденсаторы, соленоидные конденсаторы, электролитические конденсаторы, танталовые конденсаторы и так далее.

Рис.3. Различные типы конденсаторов

 

VI Советы по выбору конденсаторов

Опираясь на базовые знания о конденсаторах, приведенные выше, давайте сравним различия и характеристики нескольких конденсаторов и обобщим некоторые методы выбора конденсаторов в реальных схемах. Вот видео, объясняющее, как это сделать.

Как правильно выбрать конденсатор – сравнение материала, температуры, напряжения и емкости

 

(1) Алюминиевые электролитические конденсаторы

Основными компонентами являются алюминиевая фольга и электролит. И его производственный процесс заключается в сворачивании алюминиевой фольги в форму столба, впрыскивании жидкого электролита, а затем выводе положительных и отрицательных клемм, наконец, герметизации материала сердечника конденсатора в металлическом корпусе. В жидком электролите есть определенная доля воды, которая может разлагаться на водород и кислород, когда через конденсатор протекает ток утечки. Кислород может образовывать новую оксидную пленку с анодом в результате реакции окисления, а водород выбрасывается через резиновую заглушку конденсатора, что может предотвратить повреждение конденсатора. Простой производственный процесс и низкая стоимость являются преимуществами алюминиевых электролитических конденсаторов. Кроме того, его другие характеристики следующие:

Рис.4. Алюминиевый электролитический конденсатор

• Поскольку герметичный корпус не полностью герметичен, электролит легко высыхает, поэтому срок службы алюминиевого электролитического конденсатора ограничен.

• Присутствие воды в электролите влияет на работу алюминиевого электролитического конденсатора в условиях высокой и низкой температуры.

• Из-за технологических характеристик ESR и ESL алюминиевого электролитического конденсатора труднее сделать маленьким, поэтому его частота собственного резонанса обычно относительно низка, примерно в диапазоне от десятков кГц до нескольких МГц.

• Емкость алюминиевого электролитического конденсатора положительно связана с размером алюминиевой фольги, и емкость может быть увеличена. Чем больше емкость, тем больше размер емкости.

В соответствии с приведенными выше характеристиками алюминиевые электролитические конденсаторы широко используются в приложениях для фильтрации низких частот, особенно в диапазоне от десятков кГц до нескольких МГц. Например, для фильтрации на выходе блока питания часто применяется алюминиевый электролитический конденсатор. При использовании алюминиевых электролитических конденсаторов выдерживаемое напряжение конденсатора должно соответствовать требованиям схемы.

 

Кроме того, в других случаях, когда требования не являются строгими, емкость может быть выбрана максимально возможной. Чем больше емкость, тем меньше ESR, что легче удовлетворить требованиям целевого импеданса цепи. Следует избегать использования алюминиевых электролитических конденсаторов малого объема и малой емкости в некоторых высокотемпературных средах, чтобы предотвратить испарение электролита, что приведет к тому, что отказ конденсатора повлияет на работу всей схемы.

 

(2) Конденсаторы фильтра

Необходимо использовать электролитические конденсаторы, так как конденсатор фильтра после выпрямления имеет большой размер. Когда конденсатор фильтра используется в усилителе мощности, его значение должно быть 10000 мкФ или более, а при использовании в предварительном усилителе емкость может составлять около 1000 мкФ. Когда схема фильтра источника питания напрямую подключена к усилителю, чем больше емкость, тем лучше качество звука. Однако конденсатор большой емкости вызовет рост импеданса примерно с 10 кГц. Чтобы избежать этого, несколько небольших конденсаторов должны быть соединены параллельно, чтобы сформировать большой конденсатор, и несколько тонкопленочных конденсаторов должны быть подключены параллельно рядом с большим конденсатором. Характеристики емкости фильтра включают следующие аспекты:

Рис.5. Конденсатор фильтра

• Контур фильтра подавления гармоник состоит из дросселя конденсаторов. Самый низкий импеданс формируется в определенном гармоническом порядке для поглощения большого количества гармонического тока, а качество конденсатора влияет на стабильный эффект поглощения фильтра гармоник. Срок службы конденсатора тесно связан с температурой: чем выше температура, тем меньше срок службы. Полнопленочный конденсатор фильтра имеет характеристики низкого повышения температуры, что может гарантировать его срок службы.

• Малые потери, тангенс угла диэлектрических потерь (tgδ): ≤ 0,0003

• В соответствии со стандартами GB и IEC его внутренний конденсатор оснащен защитными устройствами.

• Небольшой размер и легкий вес, удобство переноски и установки

Из приведенных выше характеристик мы можем понять, что конденсатор фильтра является своего рода накопителем энергии, который подключается параллельно на выходе цепи питания выпрямителя и играет роль для уменьшения коэффициента пульсаций переменного тока и сглаживания постоянного тока. выход. В электронной схеме, преобразующей переменный ток в постоянный, фильтрующий конденсатор не только стабилизирует выходной постоянный ток источника питания, но и уменьшает влияние переменных пульсаций на электронную схему. Он также поглощает колебания тока, возникающие в электронной схеме, и помехи от сети переменного тока, что делает работу электронной схемы более стабильной.

 

(3) Танталовые конденсаторы 

Танталовые конденсаторы являются еще одним широко используемым конденсатором. Танталовые конденсаторы также являются электролитическими конденсаторами, как и алюминиевые электролитические конденсаторы. Его основной процесс заключается в прессовании и формировании порошка тантала в пористый твердый блок, который анодируется для образования оксидной пленки, затем покрывается твердым электролитом, покрывается слоем графита и свинцово-оловянного покрытия и, наконец, инкапсулируется смолой. Твердотельный танталовый конденсатор. А танталовые конденсаторы имеют следующие характеристики:

Рис. 6. Танталовый конденсатор

• В отличие от алюминиевых электролитических конденсаторов, электролит танталовых конденсаторов твердый, поэтому нет проблем с высыханием электролита, и срок службы будет больше.

• Поскольку температурные характеристики емкости твердого электролита относительно стабильны, температура мало влияет на емкость емкости, поэтому его характеристики превосходят алюминиевые электролитические конденсаторы независимо от того, высокая или низкая температура.

• Танталовые электролитические конденсаторы

  могут создавать меньшие корпуса с большей емкостью, поэтому ESR и ESL можно контролировать, чтобы они были меньше, а их частота собственного резонанса выше, чем у алюминиевых электролитических конденсаторов.

• Это сложнее, чем алюминиевые электролитические конденсаторы в процессе, и стоимость выше.

По сравнению с алюминиевыми электролитическими конденсаторами танталовые конденсаторы обладают многими уникальными преимуществами, и танталовые конденсаторы могут быть хорошей заменой алюминиевым электролитическим конденсаторам в некоторых схемах фильтрации. Однако есть несколько моментов, на которые следует обратить внимание: из-за конструкции танталового конденсатора выдерживаемое напряжение, как правило, невелико, поэтому следует обратить внимание на требования к выдерживаемому напряжению в реальной цепи и оставить определенный запас. Танталовые конденсаторы не так хороши, как алюминиевые электролитические конденсаторы, при работе с источниками питания, например, при мгновенных больших скачках тока и больших переходных процессах напряжения. На практике мы можем игнорировать влияние температуры, так как она мало влияет на танталовые конденсаторы.

 

(4) Керамические конденсаторы

Наиболее часто используемые на практике и имеющие относительно простую конструкцию керамические конденсаторы попеременно укладываются друг на друга и спекаются вместе с помощью керамических листов. Его основные характеристики:

Рис.7. Керамический конденсатор

• Маленький размер. Керамический конденсатор имеет простую конструкцию и может быть небольшого размера, а керамический конденсатор в корпусе 0402 или даже 0201 широко используется в таких приложениях, как мобильные телефоны, размер которых строго требуется.

• Стабильные электрические характеристики и нечувствительность к температуре.

• Низкие значения ESR, ESL, высокая частота собственного резонанса и соответствие требованиям фильтрации от нескольких МГц до 1 ГГц на печатной плате.

• Структурные характеристики и упаковка многослойного материала приводят к тому, что он плохо сопротивляется изгибу, а деформация изгиба печатной платы может привести к растрескиванию емкости и отказу.

В соответствии с приведенными выше характеристиками, включая сценарии фильтрации, керамические конденсаторы также широко используются в различных приложениях, таких как блокировка, связь и обход. Его рабочая частота значительно выше, чем у электролитических конденсаторов, и может соответствовать применимым требованиям от нескольких МГц до 1 ГГц.

Exxelia — Новости — CUBISIC HTLP : Exxelia расширяет ассортимент низкопрофильных алюминиевых электролитических конденсаторов

Назад к новостям

Exxelia расширяет ассортимент низкопрофильных алюминиевых электролитических конденсаторов, выдерживающих воздействие высоких температур до +125°C

Поделиться этой статьей:

---

7 июня 2022 г. — Париж, Франция — Exxelia, мировой производитель сложных пассивных компонентов и подсистем для суровых условий, расширяет линейку конденсаторов CUBISIC выпуском версии HTLP (высокотемпературный низкопрофильный) . Этот CUBISIC HTLP в тонком прямоугольном корпусе предлагает конденсаторы с самой высокой плотностью энергии в своем классе в сочетании с высокой термостойкостью (-55° → +125°C).

 

CUBISIC HTLP, новая линейка прямоугольных конденсаторов, которая меняет правила игры 

Новая линейка CUBISIC HTLP от Exxelia явно выделяется! Почему?

• Он предлагает до 60% большую емкость, чем любой другой прямоугольный электролитический конденсатор на рынке , в том же объеме, имея срок службы 5000 часов.
• Покрывая температурный диапазон от -55° до +125°C , CUBISIC HTLP разработан для обеспечения превосходной работы при экстремальных температурах, совместимых с самыми тяжелыми военными и аэрокосмическими приложениями.

 

Инженеры, столкнувшиеся со сложными требованиями к конструкции и ищущие легко интегрируемый продукт, выиграют пространство и надежность благодаря использованию улучшенных материалов, полностью соответствующих требованиям REACH.

CUBISIC HTLP выдерживает вибрацию 20 g и сертифицирован для работы при низком давлении, что делает его совместимым с на высоте 92 000 футов. Он идеально подходит для интеграции в кабины, приводы и генераторы электроэнергии в коммерческих и военных самолетах, а также в радарных и лазерных системах.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

• Емкость от 140 мкФ до 58 000 мкФ
• Напряжение от 7,5 В до 350 В
• Срок службы 5000 часов при 125°C
• Рабочая температура от -55°C до +125°C
• Вибрация 20g и высота над уровнем моря 92 000 футов
• Доступны версии RoHS

 

 

Опубликовано 07 июня 2022 г. Стефаном ПЕРЕСОМ

---

Exxelia приобретает Deyoung MFG., INC.

«Приобретение DMI напрямую поддерживает нашу стратегию расширения SBU Magnetics. Стратегическое расположение DMI на аэрокосмическом рынке Тихоокеанского Северо-Запада обеспечивает ключевое географическое положение для стимулирования роста и прибыльности», — сказал Франсуа Виньо, вице-президент Exxelia Magnetics по SBU. «DMI высоко ценится за качество своей продукции и операционную эффективность своей организации. Продукты DMI можно найти на большинстве основных коммерческих аэрокосмических платформ, поддерживая подсистемы питания, освещения и развлечений в полете». «Мы приветствуем DMI в Exxelia Group», — сказал президент Exxelia USA Майкл Томас. «За 40 с лишним лет своего существования компания DMI построила прочные отношения с клиентами и заработала прочную репутацию бренда на рынках аэрокосмической, медицинской и других высоконадежных магнитных систем. Приобретение DMI создает потенциал для синергии доходов и затрат, связанной с перекрестными продажами и экономией на закупках, поскольку мы используем более широкую глобальную цепочку поставок Exxelia Group и методы повышения операционной эффективности для поддержки операций DMI». По словам Мартина ДеЯнга, президента и главного исполнительного директора DMI: «Мы рады, что теперь можем быть частью роста Exxelia и расширения ассортимента продукции. Семья ДеЯнг признала общую бизнес-культуру, основанную на стремлении к качеству и лояльности клиентов. Присоединяясь к Exxelia Group, мы достигаем цели по достижению наших стратегических целей роста, защищая наши давние отношения с нашими ключевыми заказчиками в аэрокосмической отрасли и их контрактными производителями». «Это приобретение направлено на удовлетворение растущих потребностей наших клиентов из аэрокосмической отрасли в глобальном доступе к производству и своевременной поддержке», — заявил Эрик ДеЯнг, вице-президент по операциям в DMI. «Вместе мы имеем глобальный охват с возможностью обслуживать наших клиентов — независимо от их размера, местоположения или сектора аэрокосмической промышленности, с одной из самых полных и конкурентоспособных групп возможностей проектирования и производства».

Exxelia at IMS

Сверхнизкое ESR, высокая мощность ВЧ и высокая собственная резонансная частота Серия NHB представляет собой полный ассортимент MLCC на основе диэлектрического материала NPO, обеспечивающего очень высокую собственную резонансную частоту и ограничивающего паразитные параллельные резонансные частоты. Серия доступна в размере 1111 с емкостью от 0,3 пФ до 100 пФ. Серия NHB предлагает отличные характеристики для применения в ВЧ-мощностях при высоких температурах до 175°C и напряжении 500 В постоянного тока. Самый низкий ESR достигается за счет сочетания высокопроводящих металлических электродов и запатентованных новых прочных диэлектриков с низкими потерями. Серия NHB особенно подходит для приложений с высокой мощностью и высокой частотой, таких как оборудование базовых станций сотовой связи, широкополосные беспроводные услуги, двухточечные/многоточечные радиостанции и радиовещательное оборудование. Типичные области применения схемы: согласование импеданса, обход, обратная связь, настройка, связь и блокировка по постоянному току. Настроечные винты из 100% инвара с самофиксирующейся системой Инвар-36 — это уникальный железоникелевый сплав (64 % Fe / 36 % Ni), востребованный благодаря очень низкому коэффициенту теплового расширения. С 1,1 промилле. K–1 между 0°C и 100°C, инвар-36 примерно в 17 раз более стабилен, чем латунь, которая является наиболее традиционным и распространенным сплавом, из которого изготавливаются колки. Диапазон рабочих температур в космосе настолько широк, что это свойство становится необходимым для надежной и стабильной настройки объемного фильтра. Самоблокирующаяся система — это технология, обычно используемая для настроечных элементов из латуни или других мягких, «простых в обработке» сплавов, но она является инновационной и довольно продвинутой при применении к твердому и прочному инвару 36. Конструкция состоит из двух сегментов с резьбой, разделенных два параллельных слота. После прорезания обоих параллельных пазов ротор сжимается по длине с целью создания пластической деформации. Таким образом, между двумя резьбовыми сегментами создается смещение, которое создает постоянное растягивающее напряжение в роторе с момента завинчивания резьбовых сегментов. Диэлектрические резонаторы с высокой добротностью большими партиями Диэлектрические резонаторы предназначены для замены резонаторов в микроволновых функциях, таких как фильтры и генераторы. Exxelia при поддержке ESA и CNES разработала серию E7000, которая обеспечивает узкую полосу пропускания при меньшем размере. E7000 – это материалы на основе Ba-Mg-Ta, которые сочетают в себе сверхвысокую добротность и возможность получить все температурные коэффициенты по запросу. E7000 обладает требуемой для космического использования высокой производительностью в диапазоне частот от 5 до 32 ГГц и гарантирует до Qxf > 250 000 на частоте 10 ГГц. Являясь одним из немногих производителей, производящих собственное сырье, Exxelia в совершенстве осваивает производство диэлектрических резонаторов.