stringtranslate.com

Электролитический конденсатор

Наиболее распространённые типы алюминиевых и танталовых электролитических конденсаторов
Ассортимент электролитических конденсаторов

Электролитический конденсатор — это поляризованный конденсатор , анод или положительная пластина которого изготовлена ​​из металла, образующего изолирующий оксидный слой посредством анодирования . Этот оксидный слой действует как диэлектрик конденсатора. Твердый, жидкий или гелеобразный электролит покрывает поверхность этого оксидного слоя, выступая в качестве катода или отрицательной пластины конденсатора. Из-за их очень тонкого диэлектрического оксидного слоя и увеличенной поверхности анода электролитические конденсаторы имеют гораздо более высокое произведение емкости на напряжение (CV) на единицу объема, чем керамические конденсаторы или пленочные конденсаторы , и поэтому могут иметь большие значения емкости. Существует три семейства электролитических конденсаторов: алюминиевые электролитические конденсаторы , танталовые электролитические конденсаторы и ниобиевые электролитические конденсаторы .

Большая емкость электролитических конденсаторов делает их особенно подходящими для передачи или обхода низкочастотных сигналов и для хранения больших объемов энергии. Они широко используются для развязки или фильтрации шума в источниках питания и цепях постоянного тока для частотно-регулируемых приводов , для связи сигналов между каскадами усилителей и для хранения энергии, как в импульсной лампе .

Электролитические конденсаторы являются поляризованными компонентами из-за их асимметричной конструкции и должны работать с более высоким потенциалом (т. е. более положительным) на аноде, чем на катоде в любое время. По этой причине полярность отмечена на корпусе устройства. Приложение напряжения обратной полярности или напряжения, превышающего максимальное номинальное рабочее напряжение всего на 1 или 1,5 вольта, может повредить диэлектрик, вызвав катастрофический отказ самого конденсатора. Отказ электролитических конденсаторов может привести к взрыву или пожару, что может привести к повреждению других компонентов, а также травмам. Биполярные электролитические конденсаторы, которые могут работать с любой полярностью, также изготавливаются с использованием специальных конструкций с двумя анодами, соединенными последовательно. Биполярный электролитический конденсатор может быть изготовлен путем соединения двух обычных электролитических конденсаторов последовательно, анод к аноду или катод к катоду, вместе с диодами .

Общая информация

Генеалогическое древо электролитических конденсаторов

Что касается основных принципов построения электролитических конденсаторов, то существует три различных типа: алюминиевые, танталовые и ниобиевые конденсаторы. Каждое из этих трех семейств конденсаторов использует нетвердые и твердые электролиты из диоксида марганца или твердые полимерные электролиты, поэтому доступен большой выбор различных комбинаций анодного материала и твердых или нетвердых электролитов.

В зависимости от природы используемого анодного металла и электролита существует большое разнообразие электролитических конденсаторов.

Принцип заряда

Как и другие обычные конденсаторы, электролитические конденсаторы статически хранят электрическую энергию путем разделения заряда в электрическом поле в диэлектрическом оксидном слое между двумя электродами . Нетвердый или твердый электролит в принципе является катодом, который, таким образом, образует второй электрод конденсатора. Это и принцип хранения отличают их от электрохимических конденсаторов или суперконденсаторов , в которых электролитом обычно является ионно-проводящее соединение между двумя электродами, а хранение происходит со статической двухслойной емкостью и электрохимической псевдоемкостью .

Основные материалы и конструкция

Основной принцип анодного оксидирования (формовки), при котором путем приложения напряжения с помощью источника тока на металлическом аноде образуется оксидный слой.

Электролитические конденсаторы используют химическую особенность некоторых специальных металлов, ранее называемых «вентильными металлами», которые при контакте с определенным электролитом образуют на своей поверхности очень тонкий изолирующий оксидный слой путем анодного окисления , который может функционировать как диэлектрик. Для электролитических конденсаторов используются три различных анодных металла:

  1. Алюминиевые электролитические конденсаторы используют высокочистую протравленную алюминиевую фольгу с оксидом алюминия в качестве диэлектрика.
  2. В танталовых электролитических конденсаторах используется спеченная таблетка («слиток») из порошка тантала высокой чистоты с пентаоксидом тантала в качестве диэлектрика.
  3. Ниобиевые электролитические конденсаторы используют спеченный «слиток» высокочистого ниобия или порошка оксида ниобия с пентоксидом ниобия в качестве диэлектрика.

Для увеличения емкости на единицу объема все анодные материалы либо травятся, либо спекаются и имеют шероховатую структуру поверхности с гораздо большей площадью поверхности по сравнению с гладкой поверхностью той же площади или того же объема. При приложении положительного напряжения к вышеупомянутому анодному материалу в электролитической ванне будет сформирован оксидный барьерный слой толщиной, соответствующей приложенному напряжению (формирование). Этот оксидный слой действует как диэлектрик в электролитическом конденсаторе. Свойства этих оксидных слоев приведены в следующей таблице:

После формирования диэлектрического оксида на шероховатой анодной структуре противоэлектрод должен соответствовать шероховатой изолирующей оксидной поверхности. Это достигается электролитом, который действует как катодный электрод электролитического конденсатора. Существует много различных электролитов, которые используются. Обычно они различаются на два вида: «нетвердые» и «твердые» электролиты. Как жидкая среда, которая имеет ионную проводимость , вызванную движущимися ионами, нетвердые электролиты могут легко соответствовать шероховатым структурам. Твердые электролиты, которые имеют электронную проводимость, могут соответствовать шероховатым структурам с помощью специальных химических процессов, таких как пиролиз для диоксида марганца или полимеризация для проводящих полимеров .

Сравнивая диэлектрические проницаемости различных оксидных материалов, видно, что пентаоксид тантала имеет диэлектрическую проницаемость примерно в три раза выше, чем оксид алюминия. Танталовые электролитические конденсаторы с заданным значением CV теоретически, следовательно, меньше алюминиевых электролитических конденсаторов. На практике различные запасы прочности для достижения надежных компонентов затрудняют сравнение.

Образующийся на аноде изолирующий оксидный слой разрушается при изменении полярности приложенного напряжения.

Емкость и объемная эффективность

Диэлектрический материал помещен между двумя проводящими пластинами (электродами), каждая площадью А и с расстоянием d .

Электролитические конденсаторы основаны на принципе «плоского конденсатора», емкость которого увеличивается с увеличением площади электрода A, диэлектрической проницаемости ε и толщины диэлектрика (d).

Толщина диэлектрика электролитических конденсаторов очень мала, в диапазоне нанометров на вольт. С другой стороны, прочность напряжения этих оксидных слоев довольно высока. Благодаря этому очень тонкому диэлектрическому оксидному слою в сочетании с достаточно высокой диэлектрической прочностью электролитические конденсаторы могут достигать высокой объемной емкости. Это одна из причин высоких значений емкости электролитических конденсаторов по сравнению с обычными конденсаторами.

Все протравленные или спеченные аноды имеют гораздо большую площадь поверхности по сравнению с гладкой поверхностью той же площади или того же объема. Это увеличивает значение емкости, в зависимости от номинального напряжения, в 200 раз для нетвердых алюминиевых электролитических конденсаторов, а также для твердых танталовых электролитических конденсаторов. [5] [6] [7] Большая поверхность по сравнению с гладкой является второй причиной относительно высоких значений емкости электролитических конденсаторов по сравнению с другими семействами конденсаторов.

Поскольку напряжение формирования определяет толщину оксидного слоя, желаемое номинальное напряжение может быть получено очень просто. Электролитические конденсаторы имеют высокую объемную эффективность , так называемый «продукт CV», определяемый как произведение емкости и напряжения, деленное на объем.

Базовая конструкция нетвердотельных алюминиевых электролитических конденсаторов

Базовая конструкция твердотельных танталовых электролитических конденсаторов

Типы и характеристики электролитических конденсаторов

Сравнение типов электролитических конденсаторов

Комбинации анодных материалов для электролитических конденсаторов и используемых электролитов привели к появлению большого разнообразия типов конденсаторов с различными свойствами. Краткое описание основных характеристик различных типов приведено в таблице ниже.

Нетвердые или так называемые «мокрые» алюминиевые электролитические конденсаторы были и остаются самыми дешевыми среди всех других обычных конденсаторов. Они не только обеспечивают самые дешевые решения для высоких значений емкости или напряжения для целей развязки и буферизации, но и нечувствительны к низкоомной зарядке и разрядке, а также к низкоэнергетическим переходным процессам. Нетвердые электролитические конденсаторы можно найти практически во всех областях электронных устройств, за исключением военных приложений.

Танталовые электролитические конденсаторы с твердым электролитом в качестве поверхностно монтируемых чип-конденсаторов в основном используются в электронных устройствах, в которых мало места или требуется низкий профиль. Они надежно работают в широком диапазоне температур без больших отклонений параметров. В военных и космических приложениях только танталовые электролитические конденсаторы имеют необходимые разрешения.

Ниобиевые электролитические конденсаторы являются прямыми конкурентами промышленных танталовых электролитических конденсаторов, поскольку ниобий более доступен. Их свойства сопоставимы.

Электрические свойства алюминиевых, танталовых и ниобиевых электролитических конденсаторов значительно улучшились благодаря использованию полимерного электролита.

Сравнение электрических параметров

Для сравнения различных характеристик различных типов электролитических конденсаторов в следующей таблице сравниваются конденсаторы с одинаковыми размерами и схожей емкостью и напряжением. При таком сравнении значения ESR и пульсирующего тока являются наиболее важными параметрами для использования электролитических конденсаторов в современном электронном оборудовании. Чем ниже ESR, тем выше пульсирующий ток на единицу объема и лучше функциональность конденсатора в цепи. Однако лучшие электрические параметры сопровождаются более высокими ценами.

1 ) Производитель, название серии, емкость/напряжение

2 ) рассчитано для конденсатора 100 мкФ/10 В,

3 ) из паспорта 1976 года

Типы алюминиевых и танталовых электролитических конденсаторов

Алюминиевые электролитические конденсаторы составляют большую часть электролитических конденсаторов, используемых в электронике, из-за большого разнообразия размеров и недорогого производства. Танталовые электролитические конденсаторы, обычно используемые в версии SMD (устройство для поверхностного монтажа), имеют более высокую удельную емкость, чем алюминиевые электролитические конденсаторы, и используются в устройствах с ограниченным пространством или плоской конструкцией, таких как ноутбуки. Они также используются в военной технике, в основном в аксиальном стиле, герметично запечатанные. Ниобиевые электролитические чип-конденсаторы являются новой разработкой на рынке и предназначены для замены танталовых электролитических чип-конденсаторов.

История

Ранний небольшой электролитический конденсатор 1914 года выпуска. Его емкость составляла около 2 микрофарад.
Вид анода «мокрого» алюминиевого электролитического конденсатора, Bell System Technique 1929 г.

Источник

Явление, при котором в электрохимическом процессе алюминий и такие металлы, как тантал , ниобий , марганец , титан , цинк , кадмий и т. д., могут образовывать оксидный слой, который блокирует электрический ток от протекания в одном направлении, но который позволяет току течь в противоположном направлении, было впервые обнаружено в 1857 году немецким физиком и химиком Иоганном Генрихом Буффом (1805–1878). [8] Впервые оно было использовано в 1875 году французским исследователем и основателем Эженом Дюкрете , [9] который ввел термин «вентильный металл» для таких металлов.

Чарльз Поллак (настоящее имя — Кароль Поллак ), производитель аккумуляторов, обнаружил, что оксидный слой на алюминиевом аноде оставался стабильным в нейтральном или щелочном электролите, даже когда питание было отключено. В 1896 году он подал патент на «Электрический жидкостный конденсатор с алюминиевыми электродами» (de: Elektrischer Flüssigkeitskondensator mit Aluminiumelektroden ), основанный на его идее использования оксидного слоя в поляризованном конденсаторе в сочетании с нейтральным или слабощелочным электролитом. [10] [11]

«Мокрый» алюминиевый конденсатор

Различные формы исторических анодных структур для мокрых конденсаторов. Для всех этих анодов внешний металлический контейнер служил катодом

Первые промышленно реализованные электролитические конденсаторы состояли из металлической коробки, используемой в качестве катода. Она была заполнена электролитом буры, растворенным в воде, в которую была вставлена ​​сложенная алюминиевая анодная пластина. Прикладывая постоянное напряжение снаружи, на поверхности анода образовывался оксидный слой. Преимущество этих конденсаторов состояло в том, что они были значительно меньше и дешевле всех других конденсаторов того времени относительно реализованного значения емкости. Эта конструкция с различными стилями конструкции анода, но с корпусом в качестве катода и контейнером для электролита использовалась до 1930-х годов и называлась «мокрым» электролитическим конденсатором в том смысле, что он имел высокое содержание воды.

Первое более распространенное применение электролитических конденсаторов из жидкого алюминия было в больших телефонных станциях для снижения помех (шума) реле на 48-вольтовом источнике постоянного тока. Развитие бытовых радиоприемников, работающих от переменного тока, в конце 1920-х годов создало спрос на конденсаторы большой емкости (для того времени) и высокого напряжения для техники ламповых усилителей , как правило, не менее 4 микрофарад и рассчитанные на напряжение около 500 вольт постоянного тока. Были доступны вощеные бумажные и промасленные шелковые пленочные конденсаторы , но устройства с таким порядком емкости и номинальным напряжением были громоздкими и непомерно дорогими.

«Сухой» алюминиевый конденсатор

«Сухой» электролитический конденсатор емкостью 100 мкФ и напряжением 150 В

Предок современного электролитического конденсатора был запатентован Сэмюэлем Рубеном в 1925 году [12] [13] , который объединился с Филиппом Мэллори , основателем компании по производству аккумуляторов, которая сейчас известна как Duracell International . Идея Рубена приняла многослойную конструкцию конденсатора из серебряной слюды . Он ввел отдельную вторую фольгу для контакта с электролитом, прилегающим к анодной фольге, вместо использования заполненного электролитом контейнера в качестве катода конденсатора. Многослойная вторая фольга получила свой собственный вывод в дополнение к анодному выводу, и контейнер больше не имел электрической функции. Этот тип электролитического конденсатора, объединенный с жидким или гелеобразным электролитом неводной природы, который, следовательно, является сухим в том смысле, что имеет очень низкое содержание воды, стал известен как «сухой» тип электролитического конденсатора. [14]

С изобретением Рубена, а также с изобретением в 1927 году А. Эккелем из Hydra-Werke (Германия) намотанной фольги, разделенной бумажной прокладкой, [15] началось фактическое развитие электролитических конденсаторов. [14]

Уильям Дубилье , чей первый патент на электролитические конденсаторы был подан в 1928 году, [16] индустриализировал новые идеи для электролитических конденсаторов и начал первое крупное коммерческое производство в 1931 году на заводе Cornell-Dubilier (CD) в Плейнфилде, штат Нью-Джерси. [14] В то же время в Берлине, Германия, "Hydra-Werke", компания AEG , начала производство электролитических конденсаторов в больших количествах. Другой производитель, Ральф Д. Мершон , добился успеха в удовлетворении спроса на электролитические конденсаторы на радиорынке. [17]

Миниатюризация алюминиевых электролитических конденсаторов с 1960 по 2005 год в корпусе 10x16 мм до множителя десять

В своем патенте 1896 года Поллак уже признал, что емкость конденсатора увеличивается при шероховатости поверхности анодной фольги. Сегодня (2014 г.) электрохимически протравленная низковольтная фольга может достигать 200-кратного увеличения площади поверхности по сравнению с гладкой поверхностью. [5] [6] Достижения в процессе травления являются причиной уменьшения размеров алюминиевых электролитических конденсаторов за последние десятилетия.

Для алюминиевых электролитических конденсаторов десятилетия с 1970 по 1990 год были отмечены разработкой различных новых профессиональных серий, специально предназначенных для определенных промышленных применений, например, с очень низкими токами утечки или с длительными сроками службы, или для более высоких температур до 125 °C. [18] [19]

Танталовые конденсаторы

Одни из первых танталовых электролитических конденсаторов были разработаны в 1930 году компанией Tansitor Electronic Inc. (США) для военных целей. [20] Была принята базовая конструкция намотанного элемента, а танталовая анодная фольга использовалась вместе с танталовой катодной фольгой, разделенными бумажной прокладкой, пропитанной жидким электролитом, в основном серной кислотой , и заключенными в серебряный корпус.

Соответствующая разработка твердоэлектролитных танталовых конденсаторов началась через несколько лет после того, как Уильям Шокли , Джон Бардин и Уолтер Хаузер Браттейн изобрели транзистор в 1947 году. Он был изобретен Bell Laboratories в начале 1950-х годов как миниатюрный, более надежный низковольтный опорный конденсатор для дополнения их недавно изобретенного транзистора. Решение, найденное RL Taylor и HE Haring в Bell Labs в начале 1950-х годов, было основано на опыте с керамикой. Они измельчали ​​тантал в порошок, который прессовали в цилиндрическую форму, а затем спекали при высокой температуре между 1500 и 2000 °C в условиях вакуума, чтобы получить таблетку («слиток»). [21] [22]

Эти первые спеченные танталовые конденсаторы использовали нетвердый электролит, который не соответствовал концепции твердой электроники. В 1952 году целенаправленный поиск твердого электролита в Bell Labs DA McLean и FS Power привел к изобретению диоксида марганца в качестве твердого электролита для спеченного танталового конденсатора. [23]

Хотя фундаментальные изобретения были созданы в Bell Labs, изобретения для производства коммерчески жизнеспособных танталовых электролитических конденсаторов были созданы исследователями из Sprague Electric Company . Престон Робинсон, директор по исследованиям Sprague, считается фактическим изобретателем танталовых конденсаторов в 1954 году. [24] [25] Его изобретение было поддержано RJ Millard, который ввел этап «реформы» в 1955 году, [26] [27] значительное улучшение, при котором диэлектрик конденсатора восстанавливался после каждого цикла погружения и преобразования осаждения MnO 2 , что значительно снижало ток утечки готовых конденсаторов.

Хотя твердые танталовые конденсаторы предлагали конденсаторы с более низкими значениями ESR и тока утечки, чем алюминиевые электролитические конденсаторы, резкий рост цен на тантал в 1980 году резко сократил применение танталовых электролитических конденсаторов, особенно в индустрии развлечений. [28] [29] Промышленность снова перешла на использование алюминиевых электролитических конденсаторов.

Твердые электролиты

Проводимость нетвердых и твердых электролитов

Первый твердый электролит из диоксида марганца, разработанный в 1952 году для танталовых конденсаторов, имел проводимость в 10 раз лучше, чем все другие типы нетвердых электролитов. Он также повлиял на разработку алюминиевых электролитических конденсаторов. В 1964 году на рынке появились первые алюминиевые электролитические конденсаторы с твердым электролитом SAL-электролитический конденсатор , разработанный Philips . [30]

С началом цифровизации Intel выпустила свой первый микрокомпьютер MCS 4 в 1971 году. В 1972 году Hewlett Packard выпустила один из первых карманных калькуляторов HP 35. [31] [32] Требования к конденсаторам возросли с точки зрения снижения эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) для шунтирующих и развязывающих конденсаторов. [33]

Только в 1983 году компания Sanyo сделала новый шаг к снижению ESR, выпустив алюминиевые электролитические конденсаторы " OS-CON ". В этих конденсаторах использовался твердый органический проводник, соль переноса заряда TTF-TCNQ ( тетрацианохинодиметан ), которая обеспечивала улучшение проводимости в 10 раз по сравнению с электролитом на основе диоксида марганца. [34] [35] [36]

Следующим шагом в снижении ESR стала разработка проводящих полимеров Аланом Дж. Хигером , Аланом МакДиармидом и Хидеки Сиракавой в 1975 году. [37] Проводимость проводящих полимеров, таких как полипиррол (PPy) [38] или PEDOT [39], лучше, чем у TCNQ, в 100–500 раз и близка к проводимости металлов.

В 1991 году Panasonic выпустила серию полимерных алюминиевых электролитических конденсаторов "SP-Cap" [40] . Эти алюминиевые электролитические конденсаторы с полимерными электролитами достигли очень низких значений ESR, напрямую сопоставимых с керамическими многослойными конденсаторами (MLCC). Они были все еще менее дорогими, чем танталовые конденсаторы, и благодаря своей плоской конструкции для ноутбуков и мобильных телефонов также конкурировали с танталовыми чип-конденсаторами.

Три года спустя появились танталовые электролитические конденсаторы с полимерным электролитным катодом PPy. В 1993 году NEC представила свои полимерные танталовые электролитические конденсаторы SMD, названные «NeoCap». В 1997 году Sanyo выпустила полимерные танталовые чипы «POSCAP».

Новый проводящий полимер для танталовых полимерных конденсаторов был представлен Kemet на конференции "1999 Carts". [41] В этом конденсаторе использовался недавно разработанный органический проводящий полимер PEDT Poly(3,4-этилендиокситиофен), также известный как PEDOT (торговое название Baytron®) [42]

Ниобиевые конденсаторы

Еще один ценовой взрыв на тантал в 2000/2001 годах вынудил разработать ниобиевые электролитические конденсаторы с электролитом из диоксида марганца, которые были доступны с 2002 года. [43] [44] Ниобий является родственным металлом танталу и служит вентильным металлом, генерирующим оксидный слой во время анодного окисления. Ниобий как сырье гораздо более распространен в природе, чем тантал, и он менее дорог. Это был вопрос доступности основного металла в конце 1960-х годов, что привело к разработке и внедрению ниобиевых электролитических конденсаторов в бывшем Советском Союзе вместо танталовых конденсаторов, как на Западе. Материалы и процессы, используемые для производства ниобиевых диэлектрических конденсаторов, по сути, такие же, как и для существующих танталовых диэлектрических конденсаторов. Характеристики ниобиевых электролитических конденсаторов и танталовых электролитических конденсаторов примерно сопоставимы. [45]

Электролиты на водной основе

С целью снижения ESR для недорогих нетвердых электролитических конденсаторов с середины 1980-х годов в Японии были разработаны новые электролиты на водной основе для алюминиевых электролитических конденсаторов. Вода недорога, является эффективным растворителем для электролитов и значительно улучшает проводимость электролита. Японский производитель Rubycon был лидером в разработке новых систем электролитов на водной основе с повышенной проводимостью в конце 1990-х годов. [46] Новая серия нетвердых электролитических конденсаторов с электролитом на водной основе была описана в технических паспортах как имеющая «низкое ESR», «низкое сопротивление», «сверхнизкое сопротивление» или «высокий пульсирующий ток».

С 1999 по 2010 год украденный рецепт такого электролита на водной основе, в котором отсутствовали важные стабилизаторы [47] [48] , [49] привел к широко распространенной проблеме «плохих конденсаторов» (вышедших из строя электролитических конденсаторов), протекающих или иногда взрывающихся в компьютерах, блоках питания и другом электронном оборудовании, что стало известно как « конденсаторная чума ». В этих электролитических конденсаторах вода довольно агрессивно реагирует с алюминием, что сопровождается сильным нагревом и выделением газа в конденсаторе, что приводит к преждевременному выходу оборудования из строя и развитию индустрии домашнего ремонта.

Электрические характеристики

Последовательно-эквивалентная схема

Модель последовательной эквивалентной цепи электролитического конденсатора

Электрические характеристики конденсаторов гармонизированы международной общей спецификацией IEC 60384-1. В этом стандарте электрические характеристики конденсаторов описываются идеализированной последовательно-эквивалентной схемой с электрическими компонентами, которые моделируют все омические потери, емкостные и индуктивные параметры электролитического конденсатора:

Емкость, стандартные значения и допуски

Типичная емкость как функция частоты
Типичная емкость как функция температуры

Электрические характеристики электролитических конденсаторов зависят от структуры анода и используемого электролита. Это влияет на значение емкости электролитических конденсаторов, которое зависит от частоты измерения и температуры. Электролитические конденсаторы с нетвердыми электролитами показывают более широкую аберрацию в диапазонах частот и температур, чем конденсаторы с твердыми электролитами.

Основной единицей емкости электролитического конденсатора является микрофарад ( мкФ). Значение емкости, указанное в технических паспортах производителей, называется номинальной емкостью C R или номинальной емкостью C N и представляет собой значение, на которое рассчитан конденсатор.

Стандартизированным условием измерения для электролитических конденсаторов является метод измерения переменного тока с напряжением 0,5 В при частоте 100/120 Гц при температуре 20 °C. Для танталовых конденсаторов во время измерения может применяться постоянное напряжение смещения от 1,1 до 1,5 В для типов с номинальным напряжением ≤2,5 В или от 2,1 до 2,5 В для типов с номинальным напряжением >2,5 В, чтобы избежать обратного напряжения.

Значение емкости, измеренное на частоте 1 кГц, примерно на 10% меньше значения 100/120 Гц. Поэтому значения емкости электролитических конденсаторов напрямую не сопоставимы и отличаются от значений пленочных конденсаторов или керамических конденсаторов , емкость которых измеряется на частоте 1 кГц или выше.

Измеренное методом измерения переменного тока при 100/120 Гц значение емкости является наиболее близким к электрическому заряду, хранящемуся в электронных конденсаторах. Сохраненный заряд измеряется специальным методом разряда и называется емкостью постоянного тока . Емкость постоянного тока примерно на 10% выше, чем емкость переменного тока 100/120 Гц. Емкость постоянного тока представляет интерес для разрядных приложений, таких как фотовспышка .

Процент допустимого отклонения измеренной емкости от номинального значения называется допуском емкости. Электролитические конденсаторы выпускаются в различных сериях допусков, значения которых указаны в серии E, указанной в IEC 60063. Для сокращенной маркировки в узких местах в IEC 60062 указан буквенный код для каждого допуска.

Требуемый допуск емкости определяется конкретным применением. Электролитические конденсаторы, которые часто используются для фильтрации и обхода , не нуждаются в узких допусках, поскольку они в основном не используются для точных частотных приложений, таких как генераторы .

Номинальное и категориальное напряжение

Соотношение между номинальным и категорным напряжением и номинальной и категорной температурой

Согласно стандарту IEC/EN 60384-1, допустимое рабочее напряжение для электролитических конденсаторов называется «номинальным напряжением U R » или «номинальным напряжением U N ». Номинальное напряжение U R — это максимальное постоянное напряжение или пиковое импульсное напряжение, которое может быть приложено непрерывно при любой температуре в пределах номинального температурного диапазона T R .

Устойчивость электролитических конденсаторов к напряжению снижается с ростом температуры. Для некоторых применений важно использовать более высокий температурный диапазон. Снижение напряжения, приложенного при более высокой температуре, сохраняет запасы безопасности. Поэтому для некоторых типов конденсаторов стандарт IEC определяет «температурное пониженное напряжение» для более высокой температуры, «категориальное напряжение U C ». Категориальное напряжение — это максимальное постоянное напряжение или пиковое импульсное напряжение, которое может непрерывно подаваться на конденсатор при любой температуре в пределах температурного диапазона категории T C . Соотношение между напряжениями и температурами показано на рисунке справа.

Применение напряжения, превышающего указанное значение, может привести к разрушению электролитических конденсаторов.

Применение более низкого напряжения может оказать положительное влияние на электролитические конденсаторы. Для алюминиевых электролитических конденсаторов более низкое приложенное напряжение может в некоторых случаях продлить срок службы. [5] Для танталовых электролитических конденсаторов снижение приложенного напряжения увеличивает надежность и снижает ожидаемую частоту отказов. [50] I

Перенапряжение

Импульсное напряжение указывает максимальное пиковое значение напряжения, которое может быть приложено к электролитическим конденсаторам во время их использования в течение ограниченного числа циклов. [5] Импульсное напряжение стандартизировано в IEC/EN 60384-1. Для алюминиевых электролитических конденсаторов с номинальным напряжением до 315 В импульсное напряжение составляет 1,15 номинального напряжения, а для конденсаторов с номинальным напряжением, превышающим 315 В, импульсное напряжение составляет 1,10 номинального напряжения.

Для танталовых электролитических конденсаторов перенапряжение может быть в 1,3 раза больше номинального напряжения, округленного до ближайшего вольта. Перенапряжение, приложенное к танталовым конденсаторам, может влиять на частоту отказов конденсатора. [51] [52]

Переходное напряжение

Алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом относительно нечувствительны к высоким и кратковременным переходным напряжениям, превышающим импульсное напряжение, если частота и энергосодержание переходных процессов низкие. Эта способность зависит от номинального напряжения и размера компонента. Низкие энергетические переходные напряжения приводят к ограничению напряжения, аналогичному стабилитрону . [ 53] Однозначная и общая спецификация допустимых переходных процессов или пиковых напряжений невозможна. В каждом случае возникновения переходных процессов применение должно быть одобрено очень тщательно.

Электролитические конденсаторы с твердым оксидом марганца или полимерным электролитом, а также алюминиевые и танталовые электролитические конденсаторы не могут выдерживать переходные процессы или пиковые напряжения, превышающие напряжение перенапряжения. Переходные процессы могут разрушить этот тип электролитического конденсатора. [51] [52]

Обратное напряжение

Взорвавшийся алюминиевый электролитический конденсатор на печатной плате
Электролитический конденсатор, взорвавшийся через вентиляционное отверстие в верхней части, демонстрирует внутренний диэлектрический материал, вытолкнутый наружу.

Стандартные электролитические конденсаторы, а также алюминиевые, а также танталовые и ниобиевые электролитические конденсаторы являются поляризованными и, как правило, требуют, чтобы напряжение анодного электрода было положительным относительно напряжения катода.

Тем не менее, электролитические конденсаторы могут выдерживать кратковременное обратное напряжение в течение ограниченного числа циклов. В частности, алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом могут выдерживать обратное напряжение около 1 В - 1,5 В. Это обратное напряжение никогда не следует использовать для определения максимального обратного напряжения, при котором конденсатор может использоваться постоянно. [54] [55] [56]

Твердые танталовые конденсаторы также могут выдерживать обратное напряжение в течение коротких периодов. Наиболее распространенные рекомендации по обратному напряжению тантала:

Эти рекомендации применимы для кратковременных скачков и никогда не должны использоваться для определения максимального обратного напряжения, при котором конденсатор может использоваться постоянно. [57] [58]

Однако ни в коем случае нельзя использовать обратное напряжение для постоянного переменного тока как для алюминиевых, так и для танталовых и ниобиевых электролитических конденсаторов.

Чтобы свести к минимуму вероятность неправильной установки поляризованного электролита в цепь, полярность должна быть очень четко указана на корпусе, см. раздел о маркировке полярности ниже.

Специальные биполярные алюминиевые электролитические конденсаторы, предназначенные для биполярной работы, доступны и обычно называются «неполяризованными» или «биполярными» типами. В них конденсаторы имеют две анодные фольги с полнослойными оксидными слоями, соединенными в обратной полярности. На чередующихся половинах циклов переменного тока один из оксидов на фольге действует как блокирующий диэлектрик, предотвращая повреждение электролита другого обратным током. Но эти биполярные электролитические конденсаторы не подходят для основных применений переменного тока вместо силовых конденсаторов с металлизированной полимерной пленкой или бумажным диэлектриком.

Сопротивление

Упрощенная последовательная эквивалентная схема конденсатора для более высоких частот (выше); векторная диаграмма с электрическими реактивными сопротивлениями X ESL и X C и сопротивлением ESR , а также для иллюстрации импедансом Z и коэффициентом рассеяния tan δ

В общем, конденсатор рассматривается как компонент для хранения электроэнергии. Но это только одно применение конденсатора. Конденсатор также может действовать как резистор переменного тока . В частности, алюминиевые электролитические конденсаторы часто используются в качестве развязывающих конденсаторов для фильтрации или обхода нежелательных частот переменного тока на землю или для емкостной связи аудиосигналов переменного тока. Тогда диэлектрик используется только для блокировки постоянного тока. Для таких применений импеданс ( сопротивление переменному току ) так же важен, как и значение емкости.

Типичные кривые импеданса для различных значений емкости в зависимости от частоты. Чем выше емкость, тем ниже резонансная частота.

Импеданс Z — это векторная сумма реактивного сопротивления и сопротивления ; он описывает разность фаз и отношение амплитуд между синусоидально изменяющимся напряжением и синусоидально изменяющимся током на заданной частоте. В этом смысле импеданс является мерой способности конденсатора пропускать переменные токи и может использоваться подобно закону Ома.

Другими словами, импеданс — это частотно-зависимое сопротивление переменному току, обладающее как величиной, так и фазой на определенной частоте.

В технических паспортах электролитических конденсаторов указывается только величина импеданса |Z| , которая просто записывается как «Z». Согласно стандарту IEC/EN 60384-1, значения импеданса электролитических конденсаторов измеряются и указываются на частоте 10 кГц или 100 кГц в зависимости от емкости и напряжения конденсатора.

Помимо измерения, импеданс можно рассчитать, используя идеализированные компоненты последовательной эквивалентной цепи конденсатора, включая идеальный конденсатор C , резистор ESR и индуктивность ESL . В этом случае импеданс на угловой частоте ω определяется геометрическим (комплексным) сложением ESR и емкостного реактивного сопротивления X C

и индуктивным сопротивлением X L ( индуктивность )

.

Тогда Z определяется как

.

В особом случае резонанса , когда оба реактивных сопротивления X C и X L имеют одинаковое значение ( X C =X L ), то импеданс будет определяться только ESR . При частотах выше резонансной частоты импеданс снова увеличивается из-за ESL конденсатора. Конденсатор становится индуктором.

СОЭ и коэффициент потерь tan δ

Эквивалентное последовательное сопротивление ( ESR ) суммирует все резистивные потери конденсатора. Это терминальные сопротивления, контактное сопротивление электродного контакта, линейное сопротивление электродов, сопротивление электролита и диэлектрические потери в диэлектрическом оксидном слое. [59]

Для электролитических конденсаторов ESR обычно уменьшается с ростом частоты и температуры. [60]

ESR влияет на наложенную пульсацию переменного тока после сглаживания и может повлиять на функциональность схемы. Внутри конденсатора ESR учитывает внутреннее тепловыделение, если через конденсатор протекает пульсирующий ток. Это внутреннее тепло сокращает срок службы нетвердых алюминиевых электролитических конденсаторов и влияет на надежность твердых танталовых электролитических конденсаторов.

Для электролитических конденсаторов по историческим причинам в техническом описании вместо ESR иногда указывается коэффициент рассеяния tan δ . Коэффициент рассеяния определяется тангенсом угла фаз между емкостным сопротивлением X C минус индуктивное сопротивление X L и ESR . Если индуктивность ESL мала, коэффициент рассеяния можно приблизительно вычислить как:

Коэффициент рассеяния используется для конденсаторов с очень малыми потерями в частотно-определяющих цепях, где обратная величина коэффициента рассеяния называется добротностью ( Q), которая представляет собой полосу пропускания резонатора .

Пульсирующий ток

Высокий пульсирующий ток через сглаживающий конденсатор С1 в блоке питания с однополупериодным выпрямлением вызывает значительное внутреннее тепловыделение, соответствующее эквивалентному последовательному сопротивлению конденсатора .

«Пульсирующий ток» — это среднеквадратичное значение наложенного переменного тока любой частоты и любой формы кривой тока для непрерывной работы в указанном диапазоне температур. Он возникает в основном в источниках питания (включая импульсные источники питания ) после выпрямления переменного напряжения и протекает в виде зарядного и разрядного тока через любые развязывающие и сглаживающие конденсаторы.

Пульсирующие токи генерируют тепло внутри корпуса конденсатора. Эта рассеиваемая мощность потерь P L вызвана ESR и представляет собой квадрат эффективного (RMS) пульсирующего тока I R .

Это внутренне генерируемое тепло, дополнительное к температуре окружающей среды и, возможно, другим внешним источникам тепла, приводит к тому, что температура корпуса конденсатора имеет разницу температур Δ T относительно окружающей среды. Это тепло должно быть распределено в виде тепловых потерь P th по поверхности конденсатора A и теплового сопротивления β окружающей среде.

Внутренне генерируемое тепло должно быть распределено в окружающую среду посредством теплового излучения , конвекции и теплопроводности . Температура конденсатора, которая является чистой разницей между произведенным и рассеянным теплом, не должна превышать максимальную указанную температуру конденсатора.

Пульсирующий ток определяется как эффективное (RMS) значение при 100 или 120 Гц или при 10 кГц при температуре верхней категории. Несинусоидальные пульсирующие токи должны быть проанализированы и разделены на их отдельные синусоидальные частоты с помощью анализа Фурье и суммированы путем квадратичного сложения отдельных токов. [61]

В нетвердотельных электролитических конденсаторах тепло, выделяемое пульсирующим током, вызывает испарение электролитов, что сокращает срок службы конденсаторов. [62] [63] [64] [65] [66] Превышение предела может привести к взрывному отказу.

В твердых танталовых электролитических конденсаторах с электролитом из диоксида марганца тепло, выделяемое пульсирующим током, влияет на надежность конденсаторов. [67] [68] [69] [70] Превышение предела, как правило, приводит к катастрофическому отказу, короткому замыканию с видимым возгоранием.

Тепло, выделяемое пульсирующим током, также влияет на срок службы алюминиевых и танталовых электролитических конденсаторов с твердыми полимерными электролитами. [71] Превышение предела, как правило, приводит к катастрофическому отказу, короткому замыканию.

Скачок тока, пиковый или импульсный ток

Алюминиевые электролитические конденсаторы с нетвердыми электролитами обычно можно заряжать до номинального напряжения без каких-либо скачков тока, пиков или ограничений импульса. Это свойство является результатом ограниченной подвижности ионов в жидком электролите, что замедляет рост напряжения на диэлектрике, и ESR конденсатора. Только частота пиков, интегрированная по времени, не должна превышать максимальный заданный ток пульсации.

Твердые танталовые электролитические конденсаторы с электролитом из диоксида марганца или полимерным электролитом повреждаются пиковыми или импульсными токами. [51] [52] Твердые танталовые конденсаторы, которые подвергаются воздействию скачков, пиковых или импульсных токов, например, в высокоиндуктивных цепях, следует использовать со снижением напряжения. Если возможно, профиль напряжения должен быть линейно нарастающим, так как это снижает пиковый ток, испытываемый конденсатором.

Ток утечки

общее поведение утечки электролитических конденсаторов: ток утечки как функция времени для различных видов электролитов
  не твердый, с высоким содержанием воды
  не твердый, органический
  твердый, полимерный

Для электролитических конденсаторов ток утечки постоянного тока (DCL) является особой характеристикой, которой нет у других обычных конденсаторов. Этот ток представлен резистором R leak параллельно конденсатору в последовательной эквивалентной цепи электролитических конденсаторов.

Причины утечки тока различны для электролитических конденсаторов с нетвердым и твердым электролитом или более общие для «мокрых» алюминиевых и для «твердых» танталовых электролитических конденсаторов с электролитом из диоксида марганца, а также для электролитических конденсаторов с полимерными электролитами. Для нетвердых алюминиевых электролитических конденсаторов ток утечки включает в себя все ослабленные дефекты диэлектрика, вызванные нежелательными химическими процессами, происходящими в течение времени без приложенного напряжения (время хранения) между рабочими циклами. Эти нежелательные химические процессы зависят от вида электролита. Электролиты на водной основе более агрессивны к слою оксида алюминия, чем электролиты на основе органических жидкостей. Вот почему разные серии электролитических конденсаторов указывают разное время хранения без реформинга. [72]

Приложение положительного напряжения к «влажному» конденсатору вызывает процесс реформирования (самовосстановления), который восстанавливает все ослабленные диэлектрические слои, а ток утечки остается на низком уровне. [73]

Хотя ток утечки нетвердотельных электролитических конденсаторов выше, чем ток, протекающий через диэлектрик в керамических или пленочных конденсаторах, саморазряд современных нетвердотельных электролитических конденсаторов с органическими электролитами занимает несколько недель.

Основными причинами DCL для твердотельных танталовых конденсаторов являются электрический пробой диэлектрика; токопроводящие пути из-за примесей или плохого анодирования; и обход диэлектрика из-за избытка диоксида марганца, путей влаги или катодных проводников (углерод, серебро). [74] Этот «нормальный» ток утечки в твердотельных электролитных конденсаторах не может быть уменьшен «лечением», поскольку в нормальных условиях твердые электролиты не могут обеспечить кислород для процессов формирования. Это утверждение не следует путать с процессом самовосстановления во время полевой кристаллизации, см. ниже, Надежность (Интенсивность отказов).

В технических паспортах ток утечки часто указывается как произведение номинального значения емкости C R на значение номинального напряжения U R с добавлением дополнительного числа, измеренного после двух или пяти минут измерения, например:

Значение тока утечки зависит от приложенного напряжения, температуры конденсатора и времени измерения. Ток утечки в твердых танталовых электролитических конденсаторах MnO2 обычно падает гораздо быстрее, чем в нетвердых электролитических конденсаторах, но остается на достигнутом уровне.

Диэлектрическая абсорбция (пропитывание)

Диэлектрическая абсорбция происходит, когда конденсатор, который оставался заряженным в течение длительного времени, разряжается только не полностью при кратковременной разрядке. Хотя идеальный конденсатор достиг бы нуля вольт после разрядки, реальные конденсаторы вырабатывают небольшое напряжение из-за задержанной во времени дипольной разрядки, явления, которое также называется диэлектрической релаксацией , «пропитыванием» или «действием батареи».

Диэлектрическая абсорбция может быть проблемой в схемах, где в функции электронной схемы используются очень малые токи, например, в интеграторах с большой постоянной времени или схемах выборки и хранения . [78] В большинстве применений электролитических конденсаторов, поддерживающих линии электропитания, диэлектрическая абсорбция не является проблемой.

Но особенно для электролитических конденсаторов с высоким номинальным напряжением, напряжение на клеммах, генерируемое диэлектрической абсорбцией, может представлять опасность для персонала или цепей. Чтобы предотвратить удары током, большинство очень больших конденсаторов поставляются с закорачивающими проводами, которые необходимо удалить перед использованием конденсаторов. [79]

Эксплуатационные характеристики

Надежность (частота отказов)

Кривая ванны с временами «ранних отказов», «случайных отказов» и отказов из-за износа. Время случайных отказов является временем постоянной интенсивности отказов и соответствует сроку службы нетвердых электронных конденсаторов.

Надежность компонента — свойство, показывающее, насколько надежно этот компонент выполняет свою функцию в течение некоторого интервала времени. Оно подвержено стохастическому процессу и может быть описано качественно и количественно; оно не поддается непосредственному измерению. Надежность электролитических конденсаторов определяется эмпирически путем выявления интенсивности отказов в производстве, сопровождающих испытания на выносливость , см. Надежность техники .

Надежность обычно отображается в виде кривой ванны и делится на три области: ранние отказы или отказы младенческой смертности, постоянные случайные отказы и отказы из-за износа. Отказы, суммированные в частоте отказов, включают в себя отказы из-за короткого замыкания, обрыва цепи и деградации (превышение электрических параметров).

Прогноз надежности обычно выражается в интенсивности отказов λ, сокращенно FIT ( F ailures In T ime). Это количество отказов, которое можно ожидать за один миллиард (10 9 ) часов работы компонента (например, 1000 компонентов за 1 миллион часов или 1 миллион компонентов за 1000 часов, что составляет 1 ppm/1000 часов) при фиксированных рабочих условиях в течение периода постоянных случайных отказов. Эта модель интенсивности отказов неявно предполагает идею «случайного отказа». Отдельные компоненты выходят из строя в случайные моменты времени, но с предсказуемой скоростью.

Потребуются миллиарды проверенных конденсаторных единиц-часов, чтобы установить показатели отказов в очень низком диапазоне уровней, которые требуются сегодня для обеспечения производства большого количества компонентов без отказов. Для этого требуется около миллиона единиц в течение длительного периода времени, что означает большой штат и значительное финансирование. [80] Проверенные показатели отказов часто дополняются цифрами, полученными из отзывов с мест от основных клиентов (полевой показатель отказов), что в основном приводит к более низкому показателю отказов, чем проверенный.

Обратной величиной FIT является среднее время наработки на отказ (MTBF).

Стандартные рабочие условия для испытаний FIT: 40 °C и 0,5 U R . Для других условий приложенного напряжения, токовой нагрузки, температуры, значения емкости, сопротивления цепи (для танталовых конденсаторов), механических воздействий и влажности значение FIT можно преобразовать с коэффициентами ускорения, стандартизированными для промышленных [81] или военных [82] применений. Например, чем выше температура и приложенное напряжение, тем выше интенсивность отказов.

Наиболее часто цитируемый источник для преобразования частоты отказов — MIL-HDBK-217F, «библия» расчетов частоты отказов для электронных компонентов. SQC Online, онлайн-статистический калькулятор для приемочной выборки и контроля качества, предоставляет онлайн-инструмент для краткой проверки для расчета заданных значений частоты отказов для заданных условий применения. [83]

Некоторые производители могут иметь собственные таблицы расчета FIT для танталовых конденсаторов. [84] [85] или для алюминиевых конденсаторов [86]

Для танталовых конденсаторов частота отказов часто указывается при 85 °C и номинальном напряжении U R в качестве исходных условий и выражается в процентах отказавших компонентов за тысячу часов (n %/1000 ч). То есть, «n» количество отказавших компонентов за 10 5 часов, или в FIT десятитысячное значение за 10 9 часов.

Танталовые конденсаторы теперь являются очень надежными компонентами. Постоянное совершенствование технологий танталового порошка и конденсаторов привело к значительному сокращению количества примесей, которые ранее вызывали большинство отказов полевой кристаллизации. Коммерчески доступные промышленные танталовые конденсаторы теперь достигли в качестве стандартных продуктов высокого уровня стандарта MIL "C", который составляет 0,01%/1000 ч при 85 °C и U R или 1 отказ на 10 7 часов при 85 °C и U R . [87] Преобразованный в FIT с коэффициентами ускорения, взятыми из MIL HDKB 217F при 40 °C и 0,5, U R является интенсивностью отказов. Для танталового чип-конденсатора 100 мкФ/25 В, используемого с последовательным сопротивлением 0,1 Ом, интенсивность отказов составляет 0,02 FIT.

Алюминиевые электролитические конденсаторы не используют спецификацию в "% на 1000 ч при 85 °C и U R ". Они используют спецификацию FIT с 40 °C и 0,5 U R в качестве исходных условий. Алюминиевые электролитические конденсаторы являются очень надежными компонентами. Опубликованные цифры показывают для типов низкого напряжения (6,3…160 В) показатели FIT в диапазоне от 1 до 20 FIT [88] и для типов высокого напряжения (>160…550 В) показатели FIT в диапазоне от 20 до 200 FIT. [86] Показатели отказов в полевых условиях для алюминиевых электронных конденсаторов находятся в диапазоне от 0,5 до 20 FIT. [86] [88] [89]

Опубликованные данные показывают, что как танталовые, так и алюминиевые типы конденсаторов являются надежными компонентами, сопоставимыми с другими электронными компонентами и обеспечивающими безопасную работу в течение десятилетий в нормальных условиях. Но существует большая разница в случае отказов из-за износа . Электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом имеют ограниченный период постоянных случайных отказов до момента, когда начинаются отказы из-за износа. Период постоянной случайной интенсивности отказов соответствует сроку службы или сроку службы «мокрых» алюминиевых электролитических конденсаторов.

Продолжительность жизни

Электрические значения алюминиевых электролитических конденсаторов с нетвердым электролитом со временем изменяются из-за испарения электролита. При достижении заданных пределов электрических параметров период постоянной интенсивности отказов заканчивается, что означает конец срока службы конденсатора. График показывает это поведение в 2000-часовом испытании на выносливость при 105 °C.

Срок службы , срок службы , срок службы под нагрузкой или полезный срок службы электролитических конденсаторов является особой характеристикой нетвердых алюминиевых электролитических конденсаторов, жидкий электролит которых может испаряться с течением времени. Снижение уровня электролита влияет на электрические параметры конденсаторов. Емкость уменьшается, а импеданс и ESR увеличиваются с уменьшением количества электролита. Это очень медленное высыхание электролита зависит от температуры, приложенной пульсирующей токовой нагрузки и приложенного напряжения. Чем ниже эти параметры по сравнению с их максимальными значениями, тем дольше «срок службы» конденсатора. Точка «конца срока службы» определяется появлением отказов из-за износа или отказов из-за деградации, когда либо емкость, импеданс, ESR или ток утечки превышают указанные пределы изменения.

Срок службы — это спецификация набора протестированных конденсаторов, которая дает ожидание поведения подобных типов. Это определение срока службы соответствует времени постоянной случайной интенсивности отказов в кривой ванны.

Но даже после превышения указанных пределов и достижения конденсаторами «конца срока службы» электронная схема не находится в непосредственной опасности; снижается только функциональность конденсаторов. При сегодняшних высоких уровнях чистоты в производстве электролитических конденсаторов не следует ожидать, что короткие замыкания произойдут после точки окончания срока службы с прогрессирующим испарением в сочетании с ухудшением параметров.

Срок службы нетвердотельных алюминиевых электролитических конденсаторов указывается в терминах «часов на температуру», например «2000 ч/105 °C». С помощью этой спецификации срок службы в рабочих условиях можно оценить с помощью специальных формул или графиков, указанных в технических паспортах серьезных производителей. Они используют разные способы спецификации, некоторые приводят специальные формулы, [90] [91] другие указывают расчет срока службы своих электронных конденсаторов с помощью графиков, которые учитывают влияние приложенного напряжения. [88] [92] [93] [94] Основной принцип расчета времени в рабочих условиях — так называемое «правило 10 градусов». [95] [96] [97]

Это правило также известно как правило Аррениуса . Оно характеризует изменение скорости термической реакции. При понижении температуры на каждые 10 °C испарение уменьшается вдвое. Это означает, что при понижении температуры на каждые 10 °C срок службы конденсаторов удваивается. Если, например, срок службы электролитического конденсатора составляет 2000 ч/105 °C, срок службы конденсатора при 45 °C можно «рассчитать» как 128 000 часов — то есть примерно 15 лет — с помощью правила 10 градусов.

Однако, твердотельные полимерные электролитические конденсаторы, а также алюминиевые, танталовые и ниобиевые электролитические конденсаторы также имеют спецификацию срока службы. Полимерный электролит демонстрирует небольшое ухудшение проводимости, вызванное термической деградацией проводящего полимера. Электропроводность уменьшается как функция времени, в соответствии со структурой гранулированного типа металла, в которой старение происходит из-за усадки зерен проводящего полимера. [98] Срок службы полимерных электролитических конденсаторов определяется в терминах, аналогичных терминам для нетвердых электролитических конденсаторов, но расчет срока службы следует другим правилам, что приводит к гораздо более длительному сроку эксплуатации. [99] [100] [101]

Танталовые электролитические конденсаторы с твердым электролитом из диоксида марганца не имеют отказов из-за износа, поэтому они не имеют спецификации срока службы в том смысле, в котором это имеют нетвердые алюминиевые электролитические конденсаторы. Кроме того, танталовые конденсаторы с нетвердым электролитом, «мокрые танталы», не имеют спецификации срока службы, поскольку они герметично запечатаны.

Виды отказов, механизм самовосстановления и правила применения

Множество различных типов электролитических конденсаторов демонстрируют различное электрическое долгосрочное поведение, внутренние режимы отказа и механизмы самовосстановления. Правила применения для типов с внутренним режимом отказа указаны для обеспечения конденсаторов с высокой надежностью и длительным сроком службы.

Производительность после хранения

Все электролитические конденсаторы «стареют» во время производства, прикладывая номинальное напряжение при высокой температуре в течение достаточного времени для устранения всех трещин и слабых мест, которые могли возникнуть во время производства. Однако особая проблема с моделями из нетвердого алюминия может возникнуть после хранения или периодов без питания. Химические процессы (коррозия) могут ослабить оксидный слой, что может привести к более высокому току утечки. Большинство современных электролитических систем химически инертны и не проявляют проблем с коррозией даже после хранения в течение двух лет или дольше. Нетвердые электролитические конденсаторы, использующие органические растворители, такие как ГБЛ , в качестве электролита не имеют проблем с высоким током утечки после длительного хранения. [73] Их можно хранить до 10 лет без проблем [61]

Сроки хранения можно проверить с помощью ускоренного испытания на срок годности, которое требует хранения без приложенного напряжения при температуре верхней категории в течение определенного периода, обычно 1000 часов. Это испытание на срок годности является хорошим индикатором химической стабильности и оксидного слоя, поскольку все химические реакции ускоряются при более высоких температурах. Почти все коммерческие серии нетвердых электролитических конденсаторов выдерживают испытание на срок годности 1000 часов. Однако многие серии рассчитаны только на два года хранения. Это также обеспечивает паяемость клемм.

Для старинного радиооборудования или для электролитических конденсаторов, изготовленных в 1970-х годах или ранее, может быть целесообразной «предварительная подготовка». Она выполняется путем подачи номинального напряжения на конденсатор через последовательный резистор приблизительно 1 кОм в течение одного часа, позволяя оксидному слою восстановиться посредством самовосстановления. Конденсаторы, которые не соответствуют требованиям тока утечки после предварительной подготовки, могли получить механические повреждения. [94]

Электролитические конденсаторы с твердым электролитом не требуют предварительной подготовки.

Причины взрыва

Электролитические конденсаторы могут взорваться по нескольким причинам, в первую очередь связанным с повышением внутреннего давления и проблемами с электролитом:

Дополнительная информация

Символы конденсаторов

Символы электролитических конденсаторов

Параллельное соединение

Если в отдельном конденсаторе в группе параллельных конденсаторов происходит короткое замыкание, вся энергия группы конденсаторов разряжается через это короткое замыкание. Таким образом, большие конденсаторы, особенно высоковольтные, должны быть индивидуально защищены от внезапного разряда.

Последовательное соединение

В приложениях, где требуются высокие выдерживаемые напряжения, электролитические конденсаторы могут быть соединены последовательно. Из-за индивидуальных различий в сопротивлении изоляции и, следовательно, тока утечки при подаче напряжения, напряжение не распределяется равномерно по каждому последовательному конденсатору. Это может привести к превышению номинального напряжения отдельного конденсатора. Для выравнивания напряжения на каждом отдельном конденсаторе должна быть предусмотрена пассивная или активная балансировочная цепь. [61] [94]

Маркировка полярности

Маркировка полярности полимерных электролитических конденсаторов

Отпечатанные маркировки

Электролитические конденсаторы, как и большинство других электронных компонентов, маркируются, если позволяет место, следующим образом:

Для меньших конденсаторов используется сокращенная запись. Наиболее часто используемый формат: XYZ J/K/M «V», где XYZ представляет емкость (рассчитывается как XY × 10 Z пФ), буквы K или M указывают на допуск (±10% и ±20% соответственно), а «V» представляет рабочее напряжение.

Примеры:

Емкость, допуск и дата изготовления могут быть указаны с помощью сокращенного кода, указанного в IEC/EN 60062. Примеры сокращенной маркировки номинальной емкости (микрофарад): μ47 = 0,47 мкФ, 4μ7 = 4,7 мкФ, 47μ = 47 мкФ

Дата изготовления часто указывается в соответствии с международными стандартами.

Для очень маленьких конденсаторов маркировка невозможна. Здесь только прослеживаемость производителей может гарантировать идентификацию типа.

Стандартизация

Стандартизация всех электрических , электронных компонентов и связанных с ними технологий следует правилам, установленным Международной электротехнической комиссией (МЭК), [114] некоммерческой , неправительственной международной организацией по стандартизации . [115] [116]

Определение характеристик и порядок проведения методов испытаний конденсаторов для использования в электронном оборудовании изложены в Общих технических условиях :

Испытания и требования, которым должны соответствовать алюминиевые и танталовые электролитические конденсаторы, предназначенные для использования в электронном оборудовании с целью утверждения в качестве стандартизированных типов, изложены в следующих разделах технических условий :

Рынок

Рынок электролитических конденсаторов в 2008 году составил примерно 30% от общего объема рынка в стоимостном выражении.

По количеству штук эти конденсаторы занимают около 10% всего рынка конденсаторов, или около 100-120 миллиардов штук. [117]

Производители и продукция

Дата таблицы: март 2015 г.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ JL Stevens, AC Geiculescu, TF Strange, Диэлектрические оксиды алюминия: наноструктурные особенности и композиты PDF Архивировано 29 декабря 2014 г. на Wayback Machine
  2. ^ Т. Карник, AVX, ОКСИД НИОБИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОНДЕНСАТОРОВ, МЕТАЛЛ 2008, 13. –15. 5. 2008, PDF
  3. ^ Jeng-Kuei Chang, Chia-Mei Lin, Chi-Min Liao, Chih-Hsiung Chen, Wen-Ta Tsai, Журнал электрохимического общества, 2004. Влияние термической обработки на характеристики анодированного оксида алюминия, образованного в растворе адипата аммония [1] Архивировано 25.02.2021 на Wayback Machine DOI: 10.1149/1.1646140
  4. ^ Th. F. Strange, TR Marshall, Образование оксида алюминия при очень высоком напряжении для электролитических конденсаторов, Патент США 6299752 B1, 9 октября 2001 г., [2]
  5. ^ abcd А. Альбертсен, Jianghai Europe, Держите дистанцию ​​– Защита электролитических конденсаторов от напряжения, PDF-файл. Архивировано 08.01.2013 на Wayback Machine
  6. ^ ab "KDK, Технические характеристики травленой фольги для анода, низкое напряжение" (PDF) .
  7. ^ I.Horacek, T.Zednicek, S.Zednicek, T.Karnik, J.Petrzilek, P.Jacisko, P.Gregorova, AVX, High CV Tantalum Capacitors - Challenges and Limitations [3] Архивировано 09.03.2014 на Wayback Machine
  8. ^ См.:
    • Рунге, Джуд Мэри (2018). Металлургия анодирования алюминия: соединение науки с практикой. Cham Switzerland: Springer International Publishing AG. стр. 196. ISBN 9783319721774.
    • Wilson, E. (1898). «Алюминий как электрод в ячейках постоянного и переменного тока». Труды Лондонского королевского общества . 63 (389–400): 329–347. Bibcode : 1898RSPS...63..329W. doi : 10.1098/rspl.1898.0040. S2CID  98508421.; см. стр. 329.
    • Буфф, Х. (1857). «Ueber das electricsche Verhalten des Aluminiums» [Об электрическом поведении алюминия]. Annalen der Chemie und Pharmacie (на немецком языке). 102 (3): 265–284. дои : 10.1002/jlac.18571020302.
  9. ^ См.:
    • Дюкрете, Э. (1875). «Примечание о жидком реотоме с постоянным направлением, фонде о новом свойстве алюминия» [Заметка о жидком реотоме с постоянным направлением, основанном на новом свойстве алюминия]. Journal de Physique (на французском языке). 4 : 84–85.
    • Дюкрете, Э. (1875). «Примечание об электрохимическом сопротивлении, предлагаемом алюминием, работающим как положительный электрод в вольтамметре» [Примечание относительно электрохимического сопротивления, обеспечиваемого алюминием, используемым в качестве положительного электрода в вольтметре]. Comptes Rendus (на французском языке). 80 : 280.
  10. ^ Поллак, Чарльз. «Elektrischer Flüssigkeitskondesator mit Aluminiumelektroden» [Электрический жидкостный конденсатор [т. е. конденсатор] с алюминиевыми электродами]. DRP 92564, подано: 14 января 1896 г., выдано: 19 мая 1897 г.
  11. ↑ Оба, Йенс (январь–февраль 2015 г.). «Электролитические конденсаторы, 1890–1925 гг.: ранняя история и базовый принцип». Журнал IEEE Electrical Insulation . 31 (1): 22–29. doi :10.1109/MEI.2015.6996675. S2CID  24224453.
  12. ↑ Патент США № 1774455, Электрический конденсатор , подан 19 октября 1925 г., выдан 26 августа 1930 г.
  13. ^ Сэмюэл Рубен: изобретатель, ученый и благодетель Кэтрин Р. Буллок PDF www.electrochem.org
  14. ^ abc P. McK. Deeley, Электролитические конденсаторы, Cornell-Dubilier Electric Corp., Южный Плейнфилд, Нью-Джерси, 1938 г.
  15. ^ Elektrolytischer Kondensator mit aufgerollten Metallbändern als Belegungen , Alfred Eckel Hydra-Werke, Берлин-Шарлоттенбург, DRP 498 794, подана 12 мая 1927 г., выдана 8 мая 1930 г.
  16. ^ Уильям Дубилье, Электрический конденсатор, патент США 468787
  17. ^ Генри Б. О. Дэвис (1983) Электрические и электронные технологии: хронология событий и изобретателей с 1900 по 1940 год , стр. 111: «Компания Mershon выпустила на рынок электролитические конденсаторы. Конденсаторы обладали высокой емкостью в очень маленьком пространстве по сравнению с существующими бумажными конденсаторами.
  18. ^ Philips Data Handbook PA01, 1986, первая серия 125 °C "118 AHT"
  19. ^ Дж. Бот, Современная эра алюминиевых электролитических конденсаторов, Журнал Electrical Insulation, IEEE, Том:31, Выпуск: 4, июль–август 2015 г., ieeexplore.ieee.org
  20. ^ DF Tailor, Тантал и соединения тантала, Fansteel Inc., Энциклопедия химической технологии, т. 19, 2-е изд. 1969 John Wiley & sons, Inc.
  21. ↑ RL Taylor и HE Haring, «Металлический полупроводниковый конденсатор», J. Electrochem. Soc., т. 103, стр. 611, ноябрь 1956 г.
  22. ^ EK Reed, Лаборатория реактивного движения, Характеристика танталовых полимерных конденсаторов, Задача NEPP 1.21.5, Фаза 1, FY05
  23. ^ DA McLean, FS Power, Proc. Inst. Radio Engrs. 44 (1956) 872
  24. ↑ Престон Робинсон, Спраг, патент США 3066247, 25 августа 1954 г. - 27 ноября 1962 г.
  25. ^ Спраг, доктор Престон Робинсон получил 103-й патент с момента присоединения к компании в 1929 году [4] [ постоянная мертвая ссылка ]
  26. ^ А. Фрайоли, Последние достижения в области твердотельных электролитических конденсаторов, Труды IRE по компонентным частям, июнь 1958 г.
  27. ^ RJ Millard, Sprague, патент США 2936514, 24 октября 1955 г. - 17 мая 1960 г.
  28. ^ W. Serjak, H. Seyeda, Ch. Cymorek, Tantalum Availability: 2000 and Beyond, PCI, March/April 2002, [5] Архивировано 08.08.2014 на Wayback Machine
  29. ^ "Цепочка поставок тантала: подробный анализ, PCI, март/апрель 2002 г." (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2014-08-08 . Получено 2015-01-02 .
  30. ^ J.Both, Valvo, SAL contra Tantal, Zuverlässige Technologien im Wettstreit, nachrichten elektronik 35, 1981
  31. ^ "Домашняя страница". www.computerposter.ch .
  32. ^ К. Лишка, Spiegel 27.09.2007, 40 Jahre Elektro-Addierer: Der erste Taschenrechner wog 1,5 Kilo , [6]
  33. ^ Ларри Э. Мосли, Intel Corporation, Потребности в сопротивлении конденсаторов для будущих микропроцессоров, CARTS USA 2006, ecadigitallibrary.com Архивировано 14 декабря 2014 г. на Wayback Machine
  34. ^ Нива, Шиничи; Такетани, Ютака (1996). «Разработка новой серии алюминиевых твердотельных конденсаторов с органическим полупроводниковым электролитом (OS-CON)». Журнал источников питания . 60 (2): 165–171. Bibcode : 1996JPS....60..165N. doi : 10.1016/S0378-7753(96)80006-1.
  35. ^ "Куч, Исследование комплексов переноса заряда:TCNQ-TTF" (PDF) .
  36. ^ "Sanyo, OS-CON, Technical Book Ver. 15, 2007" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2014-12-14 . Получено 2014-12-14 .
  37. ↑ О Нобелевской премии по химии 2000 года, Advanced Information, 10 октября 2000 г.,[7]
  38. ^ YK ZHANG, J. LIN, Y. CHEN, Полимерные алюминиевые электролитические конденсаторы с химически полимеризованным полипирролом (PPy) в качестве катодных материалов. Часть I. Влияние концентрации мономера и окислителя на электрические свойства конденсаторов, PDF-файл, архив 2014-12-14 на Wayback Machine
  39. ^ U. Merker, K. Wussow, W. Lövenich, HC Starck GmbH, Новые проводящие полимерные дисперсии для твердотельных электролитических конденсаторов, ecadigitallibrary.com Архивировано 04.03.2016 на Wayback Machine
  40. ^ "Электронные компоненты - Промышленные устройства Panasonic". www.panasonic.com .
  41. ^ Джон Примак, Kemet, Замена MnO2 полимерами, 1999 ТЕЛЕЖКИ
  42. ^ F. Jonas, HCStarck, Baytron, Основные химические и физические свойства, Präsentation 2003, [www.hcstarck.de]
  43. ^ Ch. Schnitter, A. Michaelis, U. Merker, HC Starck, Bayer, Новые материалы на основе ниобия для твердотельных электролитических конденсаторов, Carts 2002
  44. ^ T. Zednicek, S. Sita, C. McCracken, WA Millman, J. Gill, AVX, Niobium Oxide Technology Roadmap, CARTS 2002 [8] Архивировано 24.02.2014 на Wayback Machine
  45. ^ Y. Pozdeev-Freeman, P. Maden, Vishay, Твердоэлектролитные ниобиевые конденсаторы демонстрируют схожие характеристики с танталовыми, 1 февраля 2002 г., [9]
  46. ^ Сигеру Удзава, Акихико Комат-у, Тетсуши Огавара, Rubycon Corporation, Алюминиевый электролитический конденсатор с ультранизким импедансом и электролитом на водной основе или "Science Links Japan | Алюминиевый электролитический конденсатор с ультранизким импедансом и электролитом на водной основе". Архивировано из оригинала 24.05.2012 . Получено 05.02.2016 .
  47. ^ JL Stevens, TR Marshall, AC Geiculescu m, CR Feger, TF Strange, Carts USA 2006, Влияние состава электролита на характеристики деформации влажных алюминиевых конденсаторов ICD, [10] Архивировано 26 ноября 2014 г. на Wayback Machine
  48. ^ Альфонсо Бердуке, Цзунли Доу, Ронг Сюй, KEMET, Электрохимические исследования для применения алюминиевых электролитических конденсаторов: Анализ коррозии алюминия в электролитах на основе этиленгликоля PDF Архивировано 28 декабря 2016 г. на Wayback Machine
  49. ^ Хиллман; Гельмольд (2004), Определение отсутствующих или недостаточных компонентов электролита в неисправных алюминиевых электролитических конденсаторах (PDF) , решения DFR
  50. ^ Ч. Рейнольдс, AVX, Техническая информация, Управление надежностью танталовых конденсаторов, PDF Архивировано 06.08.2013 на Wayback Machine
  51. ^ abc "J. Gill, AVX, Surge in Solid Tantalum Capacitors" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2014-12-14 . Получено 2015-01-02 .
  52. ^ abc A. Teverovsky, Perot Systems Code 562, NASA GSFCE, Влияние испытания импульсным током на надежность твердотельных танталовых конденсаторов ecadigitallibrary.com Архивировано 14 декабря 2014 г. на Wayback Machine
  53. ^ Имам, AM, Мониторинг состояния электролитических конденсаторов для применения в силовой электронике, Диссертация, Технологический институт Джорджии (2007) smartech.gatech.edu
  54. ^ Nichicon. «Общее описание алюминиевых электролитических конденсаторов» PDF-файл, архив 2018-02-05 в разделе Wayback Machine «2-3-2 Обратное напряжение».
  55. ^ Rubycon. "Часто задаваемые вопросы об алюминиевых электролитических конденсаторах"
  56. ^ CDM Корнелл Дубилье. «Руководство по применению алюминиевых электролитических конденсаторов» стр. 4, стр. 6 и стр. 9
  57. ^ I. Bishop, J. Gill, AVX Ltd., Поведение твердотельных танталовых конденсаторов при обратном напряжении PDF Архивировано 10 мая 2017 г. на Wayback Machine
  58. ^ P. Vasina, T. Zednicek, Z. Sita, J. Sikula, J. Pavelka, AVX, Тепловой и электрический пробой против надежности Ta2O5 в обоих условиях – биполярное смещение PDF Архивировано 06.08.2013 на Wayback Machine
  59. ^ А. Бердюк, Kemet, Алюминиевые электролитические конденсаторы с низким эквивалентным последовательным сопротивлением для приложений среднего и высокого напряжения, kemet.com [ постоянная мертвая ссылка ]
  60. ^ Решения, DfR. "Ресурсы - Решения DfR" (PDF) . www.dfrsolutions.com .
  61. ^ abc Vishay BCcomponents, Введение в алюминиевые конденсаторы, Редакция: 10-сен-13 1 Номер документа: 28356, PDF Архивировано 26-01-2016 на Wayback Machine
  62. ^ «Vishay, Engineering Solutions, Алюминиевые конденсаторы в источниках питания» (PDF) .
  63. ^ "Panasonic, использование техники алюминиевых электролитических конденсаторов" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2014-12-14 . Получено 2015-01-02 .
  64. ^ "CDE, Руководство по применению алюминиевых электролитических конденсаторов" (PDF) .
  65. ^ "Nichicon, Руководство по применению алюминиевых электролитических конденсаторов" (PDF) .
  66. ^ "Evox Rifa, Руководство по применению электролитических конденсаторов" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2017-01-12 . Получено 2015-01-02 .
  67. ^ I. Salisbury, AVX, Управление температурой поверхностно-монтируемых танталовых конденсаторов [11] Архивировано 06.08.2013 на Wayback Machine
  68. ^ "RW Franklin, AVX, Ripple Rating of Tantalum Chip Capacitors" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2012-07-25 . Получено 2015-01-02 .
  69. ^ Vishay, Заметки по применению, Пульсирующий переменный ток, Расчеты твердотельных танталовых конденсаторов [12]
  70. ^ KEMET, Возможности пульсирующего тока, Техническое обновление 2004 г.
  71. ^ Виторатос, Э.; Саккопулос, С.; Далас, Э.; Палиацас, Н.; Карагеоргопулос, Д.; Петраки, Ф.; Кенноу, С.; Шулис, С. (2009). «Механизмы термической деградации PEDOT:PSS». Органическая электроника . 10 : 61–66. дои : 10.1016/j.orgel.2008.10.008. hdl : 20.500.14279/837.
  72. ^ Vishay, Алюминиевые конденсаторы, Введение, Редакция: 10-09-13 1 Номер документа: 28356, Хранилище глав, страница 7 vishay.com Архивировано 26-01-2016 на Wayback Machine
  73. ^ ab Ch. Baur, N. Will, Epcos, Долгосрочная стабильность алюминиевых электролитических конденсаторов. Созданы на века. Архивировано 28 января 2015 г. на Wayback Machine
  74. ^ "RW Franklin, AVX, ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКА УТЕЧКИ" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2020-07-25 . Получено 2014-12-14 .
  75. ^ "Kemet, Полимерные танталовые чип-конденсаторы" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2014-11-23 . Получено 2015-01-02 .
  76. ^ AVX, АНАЛИЗ ТОКА УТЕЧКИ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ТАНТАЛОВОГО КОНДЕНСАТОРА PDF Архивировано 10.01.2016 на Wayback Machine
  77. ^ CDE, Руководство по применению алюминиевых электролитических конденсаторов, PDF
  78. ^ «Понимание замачивания конденсаторов для оптимизации аналоговых систем» Боба Пиза 1982 [13] Архивировано 23 января 2010 г. на Wayback Machine
  79. ^ * «Моделирование диэлектрической абсорбции в конденсаторах», Кен Кундерт
  80. ^ "NIC Components Corp. - Пассивные компоненты" (PDF) . www.niccomp.com . Архивировано из оригинала (PDF) 2016-03-04 . Получено 2014-12-14 .
  81. ^ IEC/EN 61709, Электрические компоненты. Надежность. Исходные условия для интенсивности отказов и модели напряжений для преобразования
  82. ^ "MIL-HDBK-217 F NOTICE-2 ПРОГНОЗ НАДЕЖНОСТИ Электроника". www.everyspec.com .
  83. ^ Онлайн-калькулятор таблиц SQC, Модель интенсивности отказов конденсаторов, MIL-HDBK-217, Rev. F - Примечание 2 [14]
  84. ^ Vishay. "Vishay - Конденсаторы - Vishay - Калькулятор емкости кремния". www.vishay.com .
  85. ^ Hitachi, Меры предосторожности при использовании танталовых конденсаторов, 4.2 Формула расчета интенсивности отказов [15] Архивировано 14 декабря 2014 г. на Wayback Machine
  86. ^ abc Сэм Г. Парлер, Корнелл Дубилье, Надежность алюминиевых электролитических конденсаторов CDE (PDF-архив 2014-06-10 на Wayback Machine )
  87. ^ abc T.Zednicek, AVX, Исследование полевой кристаллизации в танталовых конденсаторах и ее влияние на DCL и надежность, [16]
  88. ^ abc A. Albertsen, Jianghai Europe, Надежность электролитических конденсаторов, PDF-файл. Архивировано 13 марта 2020 г. на Wayback Machine.
  89. ^ Hitachi aic-europe, Пояснения к сроку службы, PDF Архивировано 2016-02-05 на Wayback Machine
  90. ^ NCC, Техническое примечание «Разумное использование алюминиевых электролитических конденсаторов» PDF-файл. Архивировано 14 декабря 2014 г. на Wayback Machine.
  91. ^ Rubycon, СРОК СЛУЖБЫ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ, С. 9 (PDF Архивировано 07.08.2015 на Wayback Machine )
  92. ^ А. Альбертсен, Цзянхай, Оценка срока службы электролитических конденсаторов PDF Архивировано 08.01.2013 на Wayback Machine
  93. ^ "Snap-In HU". aic-europe.com. Архивировано из оригинала 2016-03-04.
  94. ^ abc Epcos, Алюминиевые электролитические конденсаторы, Общая техническая информация PDF
  95. ^ Panasonic (правило 10 градусов; PDF-архив 2014-12-14 на Wayback Machine )
  96. ^ NIC Ожидаемый срок службы алюминиевых электролитических конденсаторов (рев.1) (PDF-архив 2015-08-24 на Wayback Machine )
  97. ^ Грегори Мирский, Определение конца срока службы, ESR и расчеты срока службы электролитических конденсаторов при более высоких температурах, EDN, 20 августа 2008 г., edn.com
  98. ^ Э. Виторатос, С. Саккопулос, Э. Далас, Н. Палиацас, Д. Карагеоргопулос, Ф. Петраки, С. Кенну, С. А. Шулис, Механизмы термической деградации PEDOT: PSS, Органическая электроника, Том 10, Выпуск 1, февраль 2009, страницы 61–66, [17]
  99. ^ Nichicon, Техническое руководство, Формула расчета срока службы PDF
  100. ^ Оценка срока службы FUJITSU MEDIA DEVICES LIMITED PDF Архивировано 24.12.2013 на Wayback Machine
  101. ^ "Техническое руководство по сетевым картам, формула расчета срока службы". Архивировано из оригинала 2013-09-15 . Получено 2013-10-02 .
  102. ^ ab VISHAY, DC LEAKAGE FAILURE MODE, PDF Архивировано 2018-11-26 на Wayback Machine
  103. ^ abcd J.Gill, T. Zednicek, AVX, ПРАВИЛА СНИЖЕНИЯ НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ТАНТАЛОВЫХ И НИОБИЕВЫХ КОНДЕНСАТОРОВ, [18] Архивировано 06.08.2013 на Wayback Machine
  104. ^ abcd Р. Фалтус, AVX, Усовершенствованные конденсаторы обеспечивают долгосрочную стабильность цепи управления, 02.07.2012, EDT [19]
  105. ^ "Взрыв электролитического конденсатора" (PDF) . Университет Нового Южного Уэльса . 2024 . Получено 25 июня 2024 г. .
  106. ^ ab Hahn, M.; Kotz, R. (2006). «Эволюция давления в электрохимических двухслойных конденсаторах на основе пропиленкарбоната». Electrochimica Acta . 52 (4): 1709-1712. doi :10.1016/j.electacta.2006.01.080.
  107. ^ "Причины деградации электролитических конденсаторов". Cadence Design Systems . 22 июня 2022 г. Получено 25 июня 2024 г.
  108. ^ Тренто, Чин (14 апреля 2024 г.). «Почему электролитические конденсаторы взрываются?». Stanford Advanced Materials . Получено 25 июня 2024 г.
  109. ↑ Артур, Чарльз (31 мая 2003 г.). «Украденная формула конденсаторов, из-за которой компьютеры сгорают». INDEPENDENT UK . Получено 25 июня 2024 г.
  110. ^ «Пульсирующий ток и его влияние на производительность конденсаторов». DOEET . 7 октября 2020 г. Получено 25 июня 2024 г.
  111. ^ Лашкар, Чадия; Кади, Монсеф (2017). «Анализ отказов алюминиевых электролитических конденсаторов на основе электрических и физико-химических характеристик». IEEE International Reliability Physics Symposium (IRPS) 2017 г. стр. 5C-1.1–5C-1.7. doi :10.1109/IRPS.2017.7936328. ISBN 978-1-5090-6641-4.
  112. ^ Кулкарни, К.; Бисвас, Г. (2010). "Экспериментальные исследования старения электролитических конденсаторов" (PDF) . Ежегодная конференция Общества PHM . 2 (1). doi :10.36001/phmconf.2010.v2i1.1727 . Получено 25 июня 2024 г.
  113. ^ "コンデンサメーカー一覧サイト - 固体コンデンサ Твердотельный конденсатор" . конденсатор.web.fc2.com .
  114. ^ Комиссия, МЭК - Международная электротехническая комиссия. "Добро пожаловать в МЭК - Международную электротехническую комиссию". www.iec.ch .
  115. ^ «Добро пожаловать в интернет-магазин IEC». webstore.iec.ch .
  116. ^ "Beuth Verlag - Normen und Fachliteratur seit 1924" . www.beuth.de .
  117. ^ Электронные конденсаторы, SIC 3675, NAICS 334414: Производство электронных конденсаторов, Отраслевой отчет: [20]

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Электролитические конденсаторы .