Ce este un condensator electrolitic din aluminiu?
Condensatoarele electrolitice din aluminiu sunt condensatoare mici cu capacitate mare care folosesc oxid de aluminiu ca dielectric.
Condensatoarele de tip umed folosesc un electrolit ca catod, dar sunt disponibile și condensatoare de tip uscat care utilizează solide, cum ar fi polimerii conductivi, cu performanță îmbunătățită. Datorită prețului lor scăzut și versatilității ridicate, sunt utilizate în multe produse cu plăci de circuite electronice, precum electrocasnicele și computerele personale.
Utilizări ale condensatorilor electrolitici din aluminiu
Condensatorii electrolitici din aluminiu sunt utilizați într-o mare varietate de produse cu substraturi electronice într-o gamă largă de domenii, precum automobile, electrocasnice, si echipamente industriale, deoarece sunt mai mici, au o capacitate mai mare, și sunt mai puțin costisitoare decât alte condensatoare.
Aplicațiile specifice sunt după cum urmează:
Domeniul Auto
Unități de control al motorului, sisteme avansate de asistență pentru șofer, comenzi pentru airbag, stereo auto, sisteme de navigație auto
Electrocasnice
Televizoare, recordere, camere digitale, echipamente audio, frigidere, mașini de spălat, aer conditionat, cuptoare cu microunde, corpuri de iluminat, calculatoare personale, Console de jocuri TV
Domeniul echipamente industriale
Diverse echipamente de fabricație, conditionatoare de energie pentru energie regenerabila
Când este folosit ca conditionare de energie pentru energie regenerabilă, multe dintre ele folosesc 10 la 100 condensatoare electrolitice din aluminiu. Datorită versatilității lor ridicate, cerințele de performanță pentru condensatoarele electrolitice din aluminiu cresc de la an la an.
Principiul condensatorilor electrolitici din aluminiu
Condensatoarele electrolitice din aluminiu folosesc subțiri folie de aluminiu pentru anod și catod și oxid de aluminiu pentru dielectric. Oxidul de aluminiu se formează pe suprafața foliei de aluminiu printr-un proces de oxidare electrochimică (conversie chimică).
Suprafața foliei de aluminiu este neuniformă printr-un proces de gravare pentru a crește suprafața. Capacitatea unui condensator este exprimată prin următoarea ecuație, care este proporţională cu aria suprafeţei dielectricului şi invers proporţional cu grosimea acestuia.
Capacitatea C = ε × S/d
e: Permitivitatea dielectrică a dielectricului S: Aria suprafeței dielectricului d: Grosimea dielectricului
Un dezavantaj al acoperirilor cu oxid de aluminiu este că generează mai mult curent de scurgere decât alți condensatori din cauza fluxului de curent minut atunci când se aplică tensiune.. Catodul intern al unui condensator electrolitic din aluminiu umed folosește o soluție electrolitică, care se poate scurge în cazul unei defecțiuni.
Un alt dezavantaj este că electrolitul poate scădea din cauza scurgerii sau evaporării electrolitului, rezultând o durabilitate scăzută. Condensatoare electrolitice uscate din aluminiu, pe de altă parte, nu se evapora deoarece pentru catodul intern se folosesc polimeri conductivi, și sunt mai durabile decât condensatoarele umede.
Alte informații despre condensatorii electrolitici din aluminiu
1. Durata de viață a condensatoarelor electrolitice din aluminiu
Dintre componentele electronice, Se știe că condensatoarele electrolitice din aluminiu umede au o durată de viață deosebit de scurtă: în timp ce LSI-urile trebuie să funcționeze timp de zeci de mii de ore, un condensator electrolitic tipic din aluminiu are o durată de viață de 2,000 ore la 85°C și unul foarte fiabil de 5,000 ore la 105°C.
Unul dintre motivele speranței de viață scurte este structura condensatoarelor electrolitice din aluminiu, în care electrolitul impregnat în hârtia izolatoare se scurge treptat din secțiunea de etanșare a cauciucului în timp. Când electrolitul se scurge, capacitatea scade și ESR (rezistență în serie echivalentă) va crește.
Se spune că durata de viață a unui condensator electrolitic din aluminiu urmează legea lui Arrhenius (formula de reactie chimica bazata pe energie termica) când temperatura este sub temperatura maximă de funcționare, iar durata de viață este aproximativ dublată când temperatura este cu 10°C mai mică. Prin urmare, un condensator electrolitic din aluminiu cu o durată de viață de 2,000 va dura ore la 85°C 4,000 ore dacă este utilizat la 75°C, și 8,000 ore la 65°C.
În comparație cu alți condensatori, condensatoarele electrolitice din aluminiu au un ESR mare, iar când în timpul funcţionării circulă un curent mare, interiorul condensatorului generează căldură. Această generare de căldură face ca temperatura condensatorului să crească, care promovează în continuare scurgerea electroliților și scurtează durata de viață a condensatorului.
2. Indicarea polarității pe condensatoarele electrolitice din aluminiu
Condensatorii polarizați sunt întotdeauna marcați cu un fel de indicație, astfel încât polaritatea să poată fi verificată cu ușurință.
Condensator electrolitic vertical
În general, există o linie pe partea polului negativ sub corp. De asemenea, firul de plumb al electrodului negativ este scurtat.
Condensator electrolitic de tip montare la suprafață
Capacitatea și tensiunea de rezistență sunt indicate pe suprafața superioară a condensatorului electrolitic, și există un semn colorat într-un colț. Electrodul de sub acest semn este electrodul negativ.
Condensator de tip plumb axial
Linia cu o săgeată indică conductorul electrodului negativ. Corpul condensatorului electrolitic are o locașă; partea cu această adâncitură este electrodul pozitiv.
Este extrem de important să verificați indicația de polaritate deoarece dacă polaritatea este marcată incorect, condensatorul poate nu numai să funcționeze defectuos, ci și să ia foc.