O que é um capacitor eletrolítico de alumínio?
Capacitores eletrolíticos de alumínio são pequenos capacitores com alta capacitância que usam óxido de alumínio como dielétrico.
Capacitores do tipo úmido usam um eletrólito como cátodo, mas também estão disponíveis capacitores do tipo seco usando sólidos, como polímeros condutores com desempenho aprimorado. Devido ao seu baixo preço e alta versatilidade, eles são usados em muitos produtos com placas de circuito eletrônico, como eletrodomésticos e computadores pessoais.
Usos de capacitores eletrolíticos de alumínio
Os capacitores eletrolíticos de alumínio são usados em uma ampla variedade de produtos com substratos eletrônicos em uma ampla variedade de campos., como automóveis, O alumínio é um metal essencial que é usado em uma abundância de indústrias, e equipamentos industriais, porque são menores, tem uma capacidade maior, e são mais baratos que outros capacitores.
As aplicações específicas são as seguintes:
Campo Automotivo
Unidades de controle do motor, sistemas avançados de assistência ao motorista, controles de airbag, estéreos de carro, sistemas de navegação para automóveis
H16,H18H32,H34H36,H38
Televisores, gravadores, câmeras digitais, equipamento de audio, geladeiras, máquinas de lavar roupas, ar condicionado, Fornos de microondas, equipamentos de iluminação, computadores pessoais, Consolas de jogos de televisão
Campo de Equipamentos Industriais
Vários equipamentos de fabricação, condicionadores de energia para energia renovável
Quando usado como condicionadores de energia para energia renovável, muitos deles usam 10 para 100 capacitores eletrolíticos de alumínio. Devido à sua alta versatilidade, os requisitos de desempenho para capacitores eletrolíticos de alumínio estão aumentando ano a ano.
Princípio dos capacitores eletrolíticos de alumínio
Capacitores eletrolíticos de alumínio usam finos folha de alumínio para o ânodo e cátodo e óxido de alumínio para o dielétrico. O óxido de alumínio é formado na superfície da folha de alumínio por um processo de oxidação eletroquímica (conversão química).
A superfície da folha de alumínio é irregular por um processo de gravação para aumentar a área de superfície. A capacitância de um capacitor é expressa pela seguinte equação, que é proporcional à área superficial do dielétrico e inversamente proporcional à sua espessura.
Capacitância C = ε × S/d
e: Permissividade dielétrica do dielétrico S: Área de superfície do dielétrico d: Espessura do dielétrico
Uma desvantagem dos revestimentos de óxido de alumínio é que eles geram mais corrente de fuga do que outros capacitores devido ao fluxo diminuto de corrente quando a tensão é aplicada.. O cátodo interno de um capacitor eletrolítico de alumínio úmido usa uma solução eletrolítica, que pode vazar em caso de falha.
Outra desvantagem é que o eletrólito pode diminuir devido ao vazamento ou evaporação do eletrólito., resultando em baixa durabilidade. Capacitores eletrolíticos de alumínio seco, por outro lado, não evaporam porque polímeros condutores são usados para o cátodo interno, e são mais duráveis que capacitores úmidos.
Outras informações sobre capacitores eletrolíticos de alumínio
1. Vida útil dos capacitores eletrolíticos de alumínio
Entre componentes eletrônicos, capacitores eletrolíticos de alumínio úmido são conhecidos por terem uma vida útil particularmente curta: enquanto os LSIs são obrigados a operar por dezenas de milhares de horas, um típico capacitor eletrolítico de alumínio tem uma vida útil de 2,000 horas a 85°C e altamente confiável de 5,000 horas a 105°C.
Uma das razões para a curta expectativa de vida é a estrutura dos capacitores eletrolíticos de alumínio, em que o eletrólito impregnado no papel isolante vaza gradualmente da seção de vedação de borracha ao longo do tempo. Quando o eletrólito vaza, a capacitância diminui e ESR (resistência em série equivalente) aumentará.
Diz-se que a vida útil de um capacitor eletrolítico de alumínio segue a lei de Arrhenius (fórmula de reação química baseada em energia térmica) quando a temperatura está abaixo da temperatura máxima de operação, e a vida útil é aproximadamente duplicada quando a temperatura é 10°C mais baixa. Portanto, um capacitor eletrolítico de alumínio com vida útil de 2,000 horas a 85°C durarão 4,000 horas se usado a 75°C, e 8,000 horas a 65°C.
Comparado com outros capacitores, capacitores eletrolíticos de alumínio têm um grande ESR, e quando uma grande corrente flui durante a operação, o interior do capacitor gera calor. Esta geração de calor faz com que a temperatura do capacitor aumente, o que promove ainda mais o vazamento de eletrólito e encurta a vida útil do capacitor.
2. Indicação de polaridade em capacitores eletrolíticos de alumínio
Os capacitores polarizados são sempre marcados com algum tipo de indicação para que a polaridade possa ser facilmente verificada.
Capacitor Eletrolítico Vertical
Geralmente, há uma linha no lado do pólo negativo abaixo do corpo. Além disso, o fio condutor do eletrodo negativo é encurtado.
Capacitor eletrolítico tipo montagem em superfície
A capacitância e a tensão suportável são indicadas na superfície superior do capacitor eletrolítico, e há uma marca colorida em um canto. O eletrodo abaixo desta marca é o eletrodo negativo.
Capacitor tipo chumbo axial
A linha com uma seta indica o avanço do eletrodo negativo. O corpo do capacitor eletrolítico possui um recesso; o lado com este recesso é o eletrodo positivo.
É extremamente importante verificar a indicação da polaridade porque se a polaridade estiver marcada incorretamente, o capacitor pode não apenas funcionar mal, mas também pode pegar fogo.