A kondenzátorok élettartama, megbízhatósága és anyaga
Még most sem minden eszköz 100% -ban megbízhatónak mondható, a gyártó biztosítékai ellenére. A véletlenszerű negatív hatásoktól vagy kudarcoktól való teljes védelem nagyobb valószínűséggel kivételt képez a szabályok alól, mint az általános gyakorlat. Ezért számos elektronikai termék egyik legfontosabb tényezője, hogy képes ellenállni a túlterhelésnek a felhasználó vagy a komplex munkájának veszélyeztetése nélkül. A késztermék élettartama és biztonságossága már az alkatrészválasztás szakaszában van elhelyezve. És a felelős gyártó megérti ezt, mint senki sem.
Például a kondenzátorok kiválasztásakor a választás meghatározó tényezői a kapacitáshatékonyság, a frekvencia stabilitása, a korlátozó hőmérséklet és az egyenértékű sorozat ellenállása. De mindegyik esetben az elem élettartamát befolyásoló tényezők megértése segítheti a mérnököket abban, hogy a legmegbízhatóbb minősítést választják.
Viszont a hosszú élettartam önmagában kulcsfontosságú követelmény lehet a kondenzátorok kiválasztásában, és közvetlenül befolyásolja az adott modell preferenciáját.
Az olyan folyamatokat kezdeményező kondenzátorok, mint például az intelligens nyomkövetés és az anyagok és alkatrészek pontosságának ellenőrzése, automatikusan megnövelik a benne foglalt rendszerek vagy az azokat tartalmazó eszközök biztonságát. Azt is lehetővé teszik, hogy a tervezés csökkenti az egy rendszerben szereplő elemek számát, csökkenti a késztermék méretét és költségét anélkül, hogy befolyásolná a teljesítményét.
A fémes poliészter vagy polipropilén csillám alapján készült filmkondenzátorok a leghosszabb élettartamot biztosítják. A nagy áramerősség és a szélsőséges hőmérsékletek ellenére ezek az eszközök ideálisak az autóipari elektronikához és a világítóberendezéseken található biztosítékokhoz. A filmtechnika önjavításának képessége pedig megkönnyíti a dielektromos gyenge károsodásának hatásait, ami más körülmények között hibás működéshez vagy rövidzárhoz vezethet.
Másrészről, annál gyakrabban van szükség a filmkondenzátorra a dielektrikum integritásának helyreállításához, annál tapasztaltabb a munkaképessége csökken, annál nagyobb az egyenértékű sorozat ellenállása. Végül ez befolyásolja az eszköz élettartamát. A problémát csak kiváló minőségű anyagok kondenzátorainak felhasználásával oldja meg, a dielektrikum hatékonysága olyan magas, hogy a hibák helyreállítása során elkerülhetetlen veszteségeket fed le.
Az alternatív áramforrással rendelkező rendszerek esetében, ahol az egyenértékű sorozat ellenállás alacsony értéke automatikusan egyenlő az energiaveszteségek csökkentésével, egy ilyen kondenzátor élettartama akár 70 ° C vagy annál magasabb hőmérsékleten is működtethető néhány évtized alatt.
Az alumínium kondenzátorok a piacon olyan különböző kialakításokban vannak jelen, amelyek talán vonalaink között különböző élettartamú alkatrészeket találnak. A folyékony elektrolit kondenzátorok például nagyon pontosak és kopásállóak, azonban az elektrolit folyamatos oxidációja az eszköz hatékonyságának fokozatos csökkenéséhez vezet. Ezenkívül a normál működési ciklus fenntartása érdekében az elektrolit állandó levegőáramlását igényli, hogy dielektrikumot képezzen. Ezáltal az alumínium kondenzátorok folyadék-dielektrikussal nagyon függenek a gyártás időpontjától és a lejárati dátumtól.
Igaz, hogy legalább 30 mm átmérőjű alumínium kondenzátorok általában inkább semleges, mint savas elektrolitot használnak. Életük időtartama két és négy év között változhat, miközben megőrzi a külsőleg kedvező feltételeket. Ezek a számadatok természetesen pontatlanok. A végső érték közvetlenül függ az adott vonal felhasznált specifikus elektrolit összetételétől.
A szilárd "polimer-alumínium" vagy "szerves polimer" kondenzátorok viszont élettartamuk tekintetében nagyon eltérőek.
Az ilyen típusú készülékek egyes technikai leírásaiban az üzemeltetési tulajdonságok, például a kapacitás, az egyenértékű sorozat ellenállási tényezője, a burkolat típusa szerint értékelve 1000 óra. Fontos megérteni, hogy ebben az esetben 1000 óra nem a kondenzátor élettartama. Ez nagyobb valószínűségű, a teszteléssel szembeni ellenállóképesség, a gyorsított tesztelés eredményeként.
A kereskedelemben kapható típusú ötvözetek kerámia kondenzátorai. Az elektródák tipikus anyaga nikkel. Az átmenet, amely egybeesik a nemesfémek fokozatos felhagyásával, lehetővé tette a rendszer stabilitásának túlterhelését. A népszerű dielektromos kerámia készítmények, mint például az X7R és az X5R, bárium-titanáton alapulnak mangán-dioxid és nikkeltartalmú vegyületek hozzáadásával, megakadályozva a dielektromos tulajdonságok csökkentését a tüzelés során. Ennek eredményeként annál jobb a kondenzátor dielektromos összetétele, annál nagyobb megbízhatósága és élettartama.
A kondenzátorok, amelyek dielektrikuma tantálból készül, rendkívül hosszú élettartamúak. Teljesen szilárdak ezek a komponensek gyakorlatilag nem mechanikusan kopnak ki.
A leggyakoribb hiba a tantál alapú eszközök használata esetén az úgynevezett "befogadás". Ez akkor fordul elő, ha fokozatosan növekszik a feszültség, és a kondenzátor elfogadja a túlzott kezdeti áramot. A túlterhelés következtében, amely a dielektrikum meghibásodásán vagy kezdeti hibáján helyezkedik el, a kondenzátor teljesen meghibásodhat, nem tudom kijavítani a károkat.
Ezzel szemben a polimer-tantál kondenzátorok, amelyek öngyógyulásra képesek, előnyösebbek, és ellenállnak az ilyen típusú hibáknak. Tanulmányok kimutatták, hogy a felhalmozódási elemek életében akár száz, akár több ezer évet is elérhetnek. De mit nem mondasz más anyagokról, amelyek alkotják a kondenzátor tervezését. Mint például epoxi gyanták.
Kondenzátorok gyártói, például Murata. Az AVX és hasonlók általában a tantálkondenzátorok kiválasztásának és ellenőrzésének legszigorúbb rendszerei. Ez még a gyártási szakaszban is lehetővé teszi az összes potenciálisan gyenge készüléket, amely nem képes elviselni a szükséges feszültséget, áramerősséget és oszcillációit a tervezési követelményeknek megfelelően.
Mindazonáltal ne felejtsük el, hogy a vészhelyzetek és a stresszes helyzetek, változások és a feszültség túlterhelése befolyásolja a kondenzátorok működését. Az ezekre gyakorolt hatást olyan nem megfelelő forrasztási feltételek is okozhatják, amelyek megsértik az eszköz összetevőinek hőtágulási együtthatóját. És a készülék névleges feszültségének aránya az alkalmazott feszültséghez viszonyítva. Emiatt a polimer-tantál kondenzátorok területén a legfrissebb fejlesztések nagy része a 63 V-os vagy annál magasabb feszültségű modellek megszerzésére irányuló kísérletekre korlátozódik.