Site Loader

Конденсаторы. Плоский конденсатор. Емкость и заряд конденсатора

Details
21 January 2017

Господа, сегодня я решил начать разговор про электрическую емкость и конденсаторы. На эту тему будет несколько статей. Некоторое время я колебался к какой же рубрике их отнести: к постоянному току или к переменному току, но потом решил, что каждая статья будет помещена в ту рубрику, к которой она ближе. Сегодняшняя статья – ознакомительная, она будет в рубрике постоянного тока.

Что вообще такое конденсатор? Конденсатор – это два проводника, разделённые слоем диэлектрика. При этом желательно, чтобы толщина слоя диэлектрика была меньше размеров пластин.

Что, неужели вот прям так вот все просто? Неужели можно взять две металлические пластинки (чем не проводники?), расположить их рядом друг с другом (воздух чем не диэлектрик?) и будет прям-таки конденсатор? Да, это действительно так! Между двумя пластинками в воздухе будет некоторая емкость и в общем случае эта система попадает под определение конденсатора.

Другое дело, насколько хороши параметры будут у такого самопального конденсатора… Впрочем, про параметры потом. Давайте сейчас разберемся, какие процессы происходят в конденсаторе при подсоединении его к источнику постоянного напряжения.

Господа, прошу вас сейчас устремить ваше внимание на рисунок 1.

Рисунок 1 – Процессы в конденсаторе

Да, внешне выглядит как-то немного стремно, но сейчас все обсудим и станет понятнее. Итак, мы там видим две пластины конденсатора: красную и синюю. Красную пластину мы подключаем к плюсу источника постоянного напряжения, а синюю – к минусу. После этого мы включаем источник. Что при этом произойдет? В первый момент возникнет некоторый электрический ток: электрончики побегут от минуса источника по синему проводу. Бегут они бегут себе, добегают до синей пластины и тут бац – внезапно диэлектрик (который между обкладками конденсатора)! Что делать? А ничего не делать. Через диэлектрик им не пробраться. Для них это непреодолимая стена.

Поэтому они начинают накапливаться на синей пластине. При этом растет отрицательный заряд -q синей пластины, обусловленный избытком электронов. Пусть они себе там копятся пока что, а мы пока рассмотрим, что же делается на красной пластине.

Там происходят похожие процессы, только чуть наизнанку. На самом деле электрончики с нее начинают постепенно убегать и на красной пластине начинает формироваться некоторый положительный заряд +q, обусловленный дефицитом электронов. Они бегут с нее по красному проводу на плюс источника питания. И самое интересное то, что сколько электрончиков убежало с минуса источника через синий провод, ровно столько же возвратиться через красный провод на плюс источника (заряды +q и -q будут равны между собой). Еще раз! Сколько убежало с минуса источника, столько же придет на плюс источника. И это не смотря на то, что цепь фактически разомкнута: между обкладками конденсатора диэлектрик, который не проводит ток! Как же так выходит-то? Что бы хорошо это понять, рекомендую вам ознакомиться вот с этой моей статьей про электрическое поле.

Здесь физика процесса похожая. Электроны, которые добегают до минуса и упираются в диэлектрик не могут бежать дальше, это да. Но они могут и создают электрическое поле, которое через этот слой диэлектрика воздействует на электроны на красной обкладке и как бы выталкивают их с нее дальше по проводу. Силовые линии этого поля показаны на рисунке 1 черными линиями. Таким образом, ток течек как в синем проводе, так и в красном и оба эти тока равны между собой. Что же касается электрического поля, то оно в основном оказывается сосредоточенным
между обкладками конденсатора.
В идеале оно вообще все внутри, но на деле, конечно, такого не получается.

Но давайте снова вернемся к процессу накопления заряда на обкладках конденсатора. До какой поры ему там копиться? Не до бесконечности же? Конечно нет! Вспомним статью про напряжение. Чем больше у нас избыток электронов на синей обкладке конденсатора и чем болше их недостаток на красной, тем больше напряжение на конденсаторе.

То есть одновременно с тем, как электроны накапливаются на одной обкладке конденсатора и убегают с другой, на конденсаторе растет напряжение. И этот процесс остановится тогда, когда напряжение на конденсаторе сравняется с напряжением на источнике питания. Вообще говоря, если подходить к вопросу формально, то напряжение на конденсаторе никогда не станет точно равным напряжению источника, оно будет бесконечно к нему стремиться, но все-таки всегда будет чуть-чуть меньше. Почему так – обсудим позднее. Сейчас скажу лишь что на практике практически всегда этим пренебрегают, считая, что конденсатор заряжается полностью до напряжения, равного напряжению питания. Итак, как только прибежит такое количество электронов, что напряжение на конденсаторе сравняется с напряжением источника питания, ток в цепи прекратится. Одновременно с этим прекратится дальнейший заряд конденсатора. Здесь опять же, уже в который раз, уместно привести
аналогию с гидравликой.
С водичкой, в общем. Представим себе, что к крану (аналог источника напряжения) подключен через шланг (аналог проводов) какой-либо резервуар. Подключение должно быть герметичным, иначе аналогия не будет верна. Мы открываем кран и водичка по шлангу побежит в резервуар и будет там скапливаться (аналогично электроны бегут к конденсатору и там образуется заряд). Вода прекратит течь ровно тогда, когда давление воды в резервуаре станет равным давлению воды в трубах (аналогично заряд конденсатора прекратится, когда напряжение на нем сравнится с напряжением источника). При перекрытии крана и отсоединении шланга вода, само собой, останется в резервуаре.

И теперь самое интересное. Мы берем и отсоединяем конденсатор от источника питания. При этом избыток электронов на синей пластине по сравнению с красной пластиной сохранится. А это значит, что при отсоединении конденсатора от источника он сам, будет выдавать напряжение, до которого он зарядился! Он может работать как источник напряжения. То есть, если мы присоединим к его обкладкам какой-либо резистор, то через него потечет ток. Правда есть одно большое и важное отличие заряженного конденсатора от полноценного источника напряжения.

При работе на нагрузку напряжение на конденсаторе будет падать, причем чем больше течет ток, тем быстрее будет происходить падение напряжения. Причина я думаю понятна – при протекании электрического тока электроны с синей обкладки будут возвращаться на красную до тех пор, пока заряд каждой из обкладок не станет равным нулю. Тогда ток прекратится. В отличии от полноценного источника напряжения здесь нет сторонних сил, за счет которых напряжение может поддерживаться на постоянном уровне.

А вообще как долго может поддерживаться этот самый ток разрядки изолированного конденсатора? И от чего зависит количество накопленных электронов на обкладках? Разумно предположить, что это как-то должно зависеть от конфигурации конденсатора. Может быть от расстояния между пластинами? Или от их размера? Да и чем вообще характеризовать конденсатор? На все эти вопросы ответы есть. Конденсатор в первую очередь характеризуется электрической емкостью. Электрическая емкость – это отношение заряда конденсатора  к напряжению на нем.

 

Под зарядом q конденсатора здесь понимается заряд +q или -q любой из обкладок, поскольку они равны между собой.

Измеряется емкость в Фарадах (Ф):

 

Емкость в 1 Ф считается очень большой. Емкостями такого порядка обладает только особый тип конденсаторов – ионисторы. Обычно на практике конденсаторы имеют емкость от единиц пикофарад (10-12) до единиц милифарад (10-3).

Вообще это определение емкости может показаться немного странным. Откуда нам взять заряд? Что еще за напряжение, чему оно, собственно, равно? Господа, фишка тут в том, что напряжение на конденсаторе прямо пропорционально накопленному в нем заряду

:

 

В принципе, это логично. Чем больше электронов скопилось на синей обкладке и чем больше убежало с красной, тем больше будет напряжение. А вот какова именно эта зависимость, какой на деле коэффициент пропорциональности между зарядом и напряжением – это уже определяется самим устройством конденсатора, то есть его емкостью.

Нетерпеливый читатель сейчас вполне может сказать что-то вроде «Ну да, да, все замечательно, я понял, что заряд прямо пропорционален напруге. Но вот я уже взял два куска фольги с кухни, проложил между ними целлофановый пакет и мне не терпится узнать, какую я получил емкость? Мне что, предлагается зарядить это добро от батарейки до какого-то напряжения и потом каким-то неведомым образом считать число переизбытка электронов на минусовом куске фольги? » Нет, конечно, нет, господа. Никакие электроны мы не будем пересчитывать, еще не хватало. Приведенная нами формула – это лишь формальное определение емкости, тем не менее иногда оно будет нам полезно. Саму же емкость считаем по другой формуле. Она весьма проста и с вашего позволения я не буду приводить ее вывод. Итак, формула для расчета емкости вот такого вот плоского конденсатора выглядит следующим образом

 

где

С – наша емкость, которую мы ищем;

ε – диэлектрическая проницаемость диэлектрика. Того самого, которые между двумя пластинами. Про нее мы упоминали вот в этой статье. Тем, кто пропустил, напоминаю – величина табличная, для каждого материала своя. Если нужна для какого-либо вашего материала – гугл в помощь;

ε0 = 8,85·10-12 – электрическая постоянная. Что сие такое мы кратко рассмотрели здесь. Если лень углубляться, но надо посчитать емкость – просто берите ее равной 8,85·10-12 и все ;

S – площадь пластины конденсатора. Любой на выбор – синей или красной, полагается, что они одинаковые;

d – расстояние между пластинами конденсатора.

Если мы подставим площадь в квадратных метрах, а расстояние между пластинами просто в метрах, то получим емкость в фарадах. Теперь зная конфигурацию вашего конденсатора вы легко сможете рассчитать его емкость.

В моей инженерной практике приходилось самому проектировать подобного рода конденсаторы и сейчас я расскажу про этот процесс. Для работы узла одного устройства надо было организовать конденсатор емкостью примерно в 1 пФ, рассчитанный на напряжение порядка 300 В. Необходимо было обеспечить минимально возможные габариты и по возможности не использовать буржуйскую элементную базу. Поэтому было принято решение сделать такой конденсатор на печатной плате. Взгляните на рисунок 2.

Рисунок 2 – Самодельный конденсатор 

В качестве диэлектрика конденсатора здесь выступает, собственно, само основание печатной платы. Оно у меня было из стеклотекстолита марки FR-4 с диэлектрической проницаемостью ε = 4,5. Толщина стеклотекстолита была 1,5 мм. В качестве обкладок конденсатора – площадки из медной фольги, расположенные одна над другой. Итак, у нас задана емкость, расстояние между обкладками конденсатора и диэлектрическая проницаемость диэлектрника. Остается рассчитать площадь медных полигонов, которые нам надо будет заложить в нашу печатную плату. Для этого просто выражаем S из нашей формулы для емкости и подставляем циферки.

То есть в качестве обкладок конденсатора могут выступать медные полигоны квадратной формы с размерами сторон

Вполне себе адекватные размеры, которые не сложно организовать. Хочу отметить, что устройство с такими вот самодельными конденсаторами было изготовлено и вполне себе успешно работает до сих пор.

В заключении хотелось бы сказать, что при проектировании вот таких вот самодельных конденсаторов следует иметь ввиду, что такой подход позволяет получить конденсаторы с весьма примерными и относительно нестабильными параметрами. Дело в том, что диэлектрическая проницаемость стеклотекстолита величина не постоянная от партии к партии и может претерпевать изменения в диапазоне температур. В моем применении величина этой емкости была некритичной величиной, она могла изменяться на десятки процентов в процессе работы без серьезных последствий для изделия. Если же требуется большая точность и стабильность конденсатора, безусловно, следует отдать предпочтение конденсаторам промышленного производства с качественным диэлектриком.

На этом мы заканчиваем первую статью про конденсаторы. Продолжение следует. Всем вам огромной удачи, и пока!

Вступайте в нашу группу Вконтакте

Вопросы и предложения админу: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Social button for Joomla


Tdm Конденсатор ДПС 450В, 10мкФ, 5%, плоский разъем SQ0739-0014 Конденсаторы для электродвигателей ДПС

Tdm Конденсатор ДПС 450В, 10мкФ, 5%, плоский разъем SQ0739-0014 Конденсаторы для электродвигателей ДПС

Вход

Если у Вас есть зарегистрированный акаунт,
пожалуйста авторизуйтесь

Восстановление пароля

Ссылка на страницу изменения пароля будет отправлена на адрес Вашей электронной почты.

Вернуться на форму авторизации


ГлавнаяКонденсаторыДПС Tdm Конденсатор ДПС 450В, 10мкФ, 5%, плоский разъем SQ0739-0014

{{:description}}

{{:price}}

{{:name}}

Достоинства

{{:advantages}}

Недостатки

{{:disadvantages}}

Комментарий

{{:comment_divided}}

{{:product_score_stars}}

{{:useful_score}}

{{:useless_score}}

Конденсатор ДПС 450В, 10мкФ, 5%, плоский разъем, TDM

Купить по низким ценам Tdm SQ0739-0014

Описание Tdm SQ0739-0014

Конденсатор ДПС 450В, 10мкФ, 5%, плоский разъем, TDM SQ0739-0014

Назначение

  • Для подключения трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором к однофазной сети 230 В, 50 Гц.
  • Для использования в качестве емкостного сопротивления в цепи переменного тока.

Применение

  • Бытовые приборы (кондиционеры, холодильники, насосные станции, пылесосы).
  • Механизмы и оборудование (электрические приводы ворот, подъемники, тельферы, промышленные охлаждающие устройства, бетономешалки, системы полива, компрессоры, электрические задвижки, системы вентиляции).

Материалы

  • Корпус выполнен из пластика, не поддерживающего горение.
  • Металлизированная полипропиленовая пленка.

Преимущества

  • Устойчивость к высокому току пульсаций.
  • Восстановление электрических свойств конденсаторов до исходного значения после местного пробоя в диэлектрике.
  • Небольшие габариты при большой емкости.
  • Широкий диапазон рабочих температур: от -40 до +70 °С.

Комплектация

  • Конденсатор ДПС – 1шт.
  • Упаковка – индивидуальная коробка со стикером и штрихкодом – 1шт.
  • Руководство по эксплуатации. Паспорт – 1 шт.

Технические характеристики Tdm SQ0739-0014

  • Ширина 10 см
  • Высота 10 см
  • Глубина 10 см
  • Вес 1 кг
  • Единица измерения шт.
  • org/PropertyValue»> Кратность поставки 1

Заказ в один клик

Мы позвоним Вам в ближайшее время

Несоответствие минимальной сумме заказ

Минимальная сумма заказа 1 500,00 ₽

Просьба увеличить заказ.

Гарантия производителя 1 год

Компания TDM сегодня занимает лидирующие позиции по производству и поставкам различной светотехники, источников света, низковольтной аппаратуры, электромонтажных изделий, коробов и ящиков электрощитов, электро установочных изделий, удлинителей, розеток и прочей техники под собственной торговой маркой TDM ЕLECTRIC.  На просторах  России и стран СНГ компания  TDM  уверенно выбилась в лидеры  электрической промышленности.

Срочная доставка день в день

Объемный вес: 1 кг

Габариты: 10x10x10

* только для города Москва

Самовывоз по РФ

Объемный вес: 1 кг

Габариты: 10x10x10

 

Выберите пункт самовывозаМосква, ул. веерная, дом 7 к.2, офис 2

Доставка курьером по РФ

Объемный вес: 1 кг

Габариты: 10x10x10

По России:

Собственная служба доставки 350 ₽ 2-3 дней

Почта России уточнять 3-20 дней

ПЭК уточнять 2-7 дней

СДЭК Экспресс лайт уточнять 2-7 дней

СДЭК Супер Экспресс уточнять 2-4 дней

Деловые Линии уточнять 2-7 дней

Pony Express уточнять 2-7 дней

DPD уточнять 2-7 дней

DHL уточнять 2-7 дней

Boxberry уточнять 2-7 дней

ЖелДорЭкспедиция уточнять 3-10 дней

Байкал Сервис уточнять 2-10 дней

Энергия уточнять 2-7 дней

Tdm Конденсатор ДПС 450В, 10мкФ, 5%, плоский разъем SQ0739-0014

Артикул: SQ0739-0014

Конденсатор ДПС 450В, 10мкФ, 5%, плоский разъем, TDM

Объемный вес: 1 кг

Габариты: 10x10x10

В наличии

173,82 ₽ Скидка 29% 123,41 ₽

  • От 20 шт:

    123,41 ₽

    120,94 ₽

  • От 40 шт:

    120,94 ₽

    117,23 ₽

Задать вопрос

Мы позвоним Вам в ближайшее время

Номер телефона

Вопрос

Заказ на обратный звонок

Мы позвоним Вам в ближайшее время

Номер телефона

Вопрос

Обратный звонок

Мы позвоним Вам в ближайшее время

Номер телефона

Вопрос

Плоские алюминиевые электролитические конденсаторы | Welded Seals

Компания Cornell Dubilier Electronics, Inc. (CDE) представила новейший в своей серии плоский алюминиевый электролитический конденсатор повышенной прочности Flatpack, MLSG. Эта серия предназначена для компактных источников питания в военной и аэрокосмической промышленности, а также в других критически важных системах. Благодаря усовершенствованиям конструкции и новому электролиту срок службы MLSG почти удвоился по сравнению с его предшественником без дополнительных затрат.

Плоские алюминиевые электролитические конденсаторы со сварными уплотнениями, срок службы 5000 часов при 125 °C, прочная конструкция

Ноябрь 1, 2016 — Нью-Бедфорд, Массачусетс — Cornell Dubilier Electronics, Inc. (CDE) представила новейший в своей серии плоский алюминиевый электролитический конденсатор повышенной прочности Flatpack, MLSG. Эта серия предназначена для компактных источников питания в военной и аэрокосмической промышленности, а также в других критически важных системах. Благодаря усовершенствованиям конструкции и новому электролиту срок службы MLSG почти удвоился по сравнению с его предшественником без дополнительных затрат. В этой технологии предлагаются два основных профиля упаковки: MLSG Flatpack толщиной всего 0,5 дюйма и шириной 1,75 дюйма и MLSG Slimpack размером 0,5 дюйма толщиной и 1,00 дюйма шириной, оба предлагаются с шагом 1,5 дюйма, 2,0 дюйма, 2,5 дюйма. «или 3.0».

Конденсаторы MLSG Flatpack могут выдерживать вибрацию до 50 г (стандарт 10 г) и высоту более 80 000 футов. Благодаря корпусу из нержавеющей стали и сварным уплотнениям они рассчитаны на продолжительную работу в очень суровых условиях. Особо следует отметить сохранение высокого уровня производительности во всем диапазоне рабочих температур. Сохранение емкости при -55 °C очень сильное, с отличными характеристиками при высоких температурах до +125 °C. Новая электролитная система полностью соответствует требованиям REACH, что позволяет использовать компоненты в широком диапазоне применений, где требуется компактность и необычайно долгий срок службы.

Доступен широкий диапазон стандартных значений емкости от 220 мкФ до 24 000 мкФ с номинальным напряжением до 250 В постоянного тока. Уникальный плоский дизайн упаковки не только экономит место. Он легко охлаждается и может предложить уникальную гибкость при объединении двух или более устройств способами, недоступными для обычных электролитов.

Варианты включают высокую вибрацию (HV) для производительности до 50 г и высокую надежность (HR) с приработкой при номинальном напряжении и температуре 85 °C. Там, где требуется настоящее герметичное соединение стекло-металл, CDE предлагает MLSH Slimpack 9.0003, , который имеет аналогичную конструкцию в плоском корпусе из нержавеющей стали. Он доступен в девяти номиналах, от 120 мкФ до 3200 мкФ, с номиналами до 250 В постоянного тока.

«Новейшие конденсаторы MLSG Flatpack созданы специально для их задач, — сказал Майк МакГичи, инженер-конструктор и инженер по применению. «Они обеспечивают очень высокий уровень электрических и экологических характеристик. Инженеры обычно не имеют такой возможности при выборе пассивов».

По всем вопросам обращайтесь: Остин Рассел, менеджер по маркетингу продукции, awrussell@cde. com

Узнайте больше здесь: MLSG

С момента своего основания в 1909 г. компания Cornell Dubilier занимается совершенствованием конденсаторных технологий для новых приложений. Компания сочетает инновационные продукты с инженерным опытом для предоставления надежных компонентных решений для инверторов, ветровой и солнечной энергии, электромобилей, источников питания, моторных приводов, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, двигателей, сварочных, аэрокосмических, телекоммуникационных систем и систем бесперебойного питания.

Международная компания Cornell Dubilier имеет сертифицированные по ISO-9001 производственные и дистрибьюторские мощности в Либерти, Южная Каролина; Нью-Бедфорд, Массачусетс; Мехикали, Мексика; и Гонконг.

Новые плоские алюминиевые электролитические конденсаторы стимулируют разработку более компактных и надежных изделий. , инженеры-конструкторы как промышленной, так и бытовой электроники разрабатывают все больше таких компонентов, особенно для высоковольтных приложений, где их преимущество в плотности энергии становится более очевидным.

Алюминиевые электролитические конденсаторы были основой электронных силовых цепей благодаря их способности обеспечивать большой объем памяти, высокое напряжение и высокую плотность энергии. Однако в растущем числе приложений их высота на плате стала ключевым ограничивающим фактором. Исторически сложилось так, что конденсаторы обычно были одними из самых высоких компонентов на печатной плате. Появление конденсаторов для поверхностного монтажа (SMT) с использованием нескольких диэлектрических технологий помогло уменьшить высоту нагруженной платы. Чтобы достичь высокой емкости или напряжения с помощью SMT, часто необходимо разместить на печатной плате несколько конденсаторов. К сожалению, этот подход потребляет много ценного пространства на плате, особенно в приложениях, требующих высокой емкости для удержания.

Сравнительно недавняя разработка плоских, прямоугольных (призматических) алюминиевых электролитических конденсаторов помогает разработчикам схем добиться уменьшения размеров, компактности и веса, особенно при высоких напряжениях.

Рисунок 1: Примеры призматических алюминиевых электролитических конденсаторов.

Проблема низкого профиля и высокой плотности энергии

В то время как в большинстве диэлектрических технологий используется многослойная технология для создания низкопрофильных корпусов микросхем SMT, в традиционных алюминиевых электролитах используются элементы с обмоткой конденсатора в корпусах SMT. Эти цилиндрические обмотки помещены в цилиндрические металлические контейнеры и закреплены вертикально на прямоугольной монтажной площадке. По этой причине алюминиевые электролиты SMT стали известны как V-чипы, сокращение от вертикальных чипов.

Цилиндрические упаковки также содержат жидкий электролит, который необходимо запаять в устройство. Резиновые или композитные уплотнения предотвращают утечку этого электролита. Эта конструкция имеет тенденцию быть неэффективной для устройств SMT, поскольку процент общего объема конденсатора, занимаемого уплотнениями, увеличивается по мере уменьшения общего объема корпуса. Это ключевой момент. Для типичных алюминиевых электролитов SMT до 60% объема конденсатора могут занимать торцевые прокладки и сопутствующие материалы!

Рис. 2: Схема типичной V-образной конструкции чипа в разрезе, показывающая высокий процент объема, занимаемого уплотнением.

Еще одним фактором является срок службы отдельных компонентов. Даже с качественными торцевыми уплотнениями в цилиндрических электролитах постепенно происходит длительная потеря электролита, состояние, известное как высыхание. Потеря электролита приводит к соответствующей потере емкости и увеличению эквивалентного последовательного сопротивления (ESR). По этой причине алюминиевые электролитические конденсаторы с традиционной герметизацией, как правило, ограничивались потребительскими, промышленными и некритическими военными и аэрокосмическими приложениями. Для критически важных военных, аэрокосмических и скважинных приложений разработчики схем исторически использовали более дорогие герметичные конденсаторы из влажного тантала.

Решением исторических ограничений электролитов является подход к созданию компонентов с совершенно другой конструкцией устройства. Призматические алюминиевые электролитические конденсаторы могут быть разработаны для обеспечения высокой объемной емкости , в низкопрофильных корпусах с высокой плотностью энергии, исключающих высыхание. Этот прогресс достигается заменой гибких уплотнений, занимающих много места, швами, выполненными роботизированной лазерной сваркой. Лазерная сварка также намного лучше предотвращает потерю электролита, что значительно продлевает срок службы компонентов. Эти новые конфигурации алюминиевых электролитических корпусов позволяют инженерам повысить надежность при одновременной экономии места, веса и даже затрат на загруженную плату.

Рисунок 3: Сравнение площади печатных плат, заполненных плоскими электролитами CDE (слева), с V-образными микросхемами SMT и танталовыми крышками.

Судя по отзывам клиентов, растет спрос на меньшие по размеру и легкие схемы. Этот спрос распространяется на все сегменты рынка, подталкивая инженеров к разработке схем, которые либо потребляют меньше энергии, либо обеспечивают более высокую плотность энергии и мощности без негативного влияния на надежность или материальные затраты. Хотя существуют схожие универсальные цели, растущий спрос на электромобили и их системы зарядки ускоряет эту кривую спроса. Эти приложения не только требуют большего количества бортовых систем силовой электроники, но и придают большое значение надежности и эффективности использования пространства.

Основные показатели

Высота профиля

Высота измеряется от платы до максимальной высоты, на которую деталь возвышается над печатной платой. Для поверхностного монтажа и компонентов с радиальными выводами высота профиля измеряется от посадочной плоскости до верха конденсатора.

Плотность энергии

Плотность энергии конденсатора обычно рассчитывается путем деления накопленной энергии конденсатора на объем его упаковки. Энергия, запасенная в конденсаторе, определяется выражением: ½ C V 2

Единицей накопленной энергии является джоуль, где C соответствует емкости в фарадах, а V соответствует максимальному продолжительному рабочему напряжению. Объем упаковки обычно рассчитывается в кубических сантиметрах или кубических дюймах. Поскольку емкость и номинальное напряжение могут изменяться в зависимости от температуры, плотность энергии следует рассчитывать с учетом температуры окружающей среды в градусах Цельсия.

При сравнении конденсаторных технологий устройства с более высокой плотностью энергии сохраняют больше энергии на единицу объема и, следовательно, обеспечивают возможность экономии места на борту.

Плотность энергии решения для полной емкости

Во многих приложениях для конденсаторов требуются определенные значения CV, запаса энергии или пульсаций тока. Традиционно решение заключалось в компоновке батарей конденсаторов в параллельных, последовательных или последовательно-параллельных комбинациях. В этом сценарии размерные границы конденсаторной батареи (а не только размеры устройств) составляют общий объем конденсаторного решения. Пространства между компонентами значительно увеличивают общий объем. Поэтому плотность энергии батареи конденсаторов всегда будет ниже, чем у одного конденсатора той же технологии.

Тенденции в дизайне алюминиевых электролитических конденсаторов

В течение нескольких десятилетий усовершенствования электродной фольги, бумажных сепараторов и электролитов помогли немного уменьшить размеры и улучшить характеристики цилиндрических алюминиевых электролитических конденсаторов. Однако, как упоминалось ранее, их конструктивные ограничения и несовершенные уплотнения ограничивают обычные алюминиевые электролиты менее важными приложениями.

Военные и аэрокосмические устройства постепенно переходят на призматические и плоские алюминиевые электролиты для создания высоконадежных схем объемного хранения. Они могут обеспечить экономию места и веса по сравнению с мокрыми танталовыми банками. В дополнение к выгодному форм-фактору, призматические алюминиевые электролиты имеют более высокое сохранение емкости при температуре -55°C по сравнению с влажными танталовыми конденсаторами. Хорошим примером применения, демонстрирующим преимущества этой возможности, являются авиационные источники питания. Здесь разработчики могут получить объемное накопление энергии, необходимое для работы при низких температурах, с меньшим количеством компонентов, чем при альтернативных подходах. Благодаря сварным швам и виброустойчивой упаковке призматические алюминиевые электролиты обеспечивают необходимый срок службы и надежность.

По мере того, как призматические алюминиевые электролиты становятся более плоскими, инженеры-конструкторы как промышленной, так и бытовой электроники разрабатывают все больше таких компонентов, особенно для высоковольтных приложений, где их преимущество в плотности энергии становится более очевидным.

Компания Cornell Dubilier является пионером в производстве призматических и плоских алюминиевых электролитов

Компания Cornell Dubilier более 20 лет назад разработала первые сваренные лазером призматические конденсаторы для военного и медицинского оборудования. С тех пор технология продолжала развиваться, охватывая продукты, подходящие для широкого спектра применений. Вот краткий обзор растущего семейства этих передовых устройств.

THA

  • Форм-фактор THA. Описание: 85°C, 3000 часов Thinpack, толщина 8,2 мм, 10 г, соответствие REACH и RoHS, высота 80K, 85/85
  • Температура: от -55°C до 85°C
  • Напряжение: от 10 до 450 В пост. тока

THAS

  • Форм-фактор THAS. Описание: 105°C, 3000 часов Thinpack, толщина 9 мм, 10 г, соответствие REACH и RoHS, высота 80K, 85/85 THB протестировано
  • Температура: от -55°C до 105°C при ≤В постоянного тока; от -40°C до 105°C при ≥350 В пост. тока
  • Напряжение: от 10 до 450 В пост. тока

МЛШ

  • Форм-фактор THAS. Описание: 125°C герметичная алюминиевая электролитическая тонкая упаковка, 80 г, высота 80K, условия ограниченного объема
  • Температура: от -55°C до 125°C
  • Напряжение: от 30 до 250 В пост. тока

MLSG

  • Описание: 125°C, 5000 часов, плоская упаковка из нержавеющей стали, 50 г, высота над уровнем моря 80K, максимальный срок службы при номинальных условиях
  • Температура: от -55°C до 125°C
  • Напряжение: от 20 до 225 В пост. тока

MLSG-S

  • Форм-фактор MLSG-S. Описание: 125°C, 5000 часов, тонкая упаковка из нержавеющей стали, 80 г, высота над уровнем моря 80K, условия ограниченного объема
  • Температура: от -55°C до 125°C
  • Напряжение: от 10 до 250 В пост. тока

MLP

  • Форм-фактор MLP. Алюминиевый корпус, 85°C, 10 г, высота 80K, длительный срок службы
  • Температура: от -55°C до 85°C при ≤250 В постоянного тока; от -40°C до 85°C при ≥300 В пост. тока
  • Напряжение: от 7,5 до 420 В пост. тока

Проблемы

Когда один призматический алюминиевый электролитический конденсатор рассматривается вместо группы альтернативных конденсаторов, необходимо обратить внимание на то, чтобы не превысить номинальный ток пульсаций.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *