În varianta de realizare a tehnologiei condensator hibrid
combină cele mai bune proprietăți ale electrolitice
și condensatorii din polimer.
La prima vedere, condensatoarele pot părea dispozitive destul de simple, dar de fapt, complexitatea lor a crescut în ultimii ani. Motivul pentru care acest lucru sa întâmplat constă în libertatea de alegere. Pentru condensatoare universul sa extins în mod semnificativ în ultimii ani, în principal din cauza modele de condensatoare folosind avansuri în polimeri conductori.
Electrolitul din aceste condensatoare moderne, uneori, este format din polimeri conductori. polimeri conductivi, de asemenea, poate fi utilizat în combinație cu un electrolit lichid într-o structură cunoscută ca un condensator hibrid. În orice caz, condensatoarele pe bază de polimeri au caracteristici mai bune decât condensatoarele electrolitice și ceramice convenționale, atunci când este vorba de:
- parametrii electrici,
- stabilitate
- durabilitate,
- încredere
- securitate
- costul ciclului de viață.
Fiecare condensator polimer și hibrid are propriile sale forte în ceea ce privește tensiunea lor ideală, caracteristicile de frecvență, condițiile de funcționare și conformitatea cu cerințele altor aplicații. În acest articol, vă vom arăta modul de a determina limitele optime de utilizare pentru fiecare tip de condensatori moderne. De asemenea, selectați o aplicație specifică, în care polimerul sau condensatorul hibrid înainte de condensatori electrolitici tradiționale sau chiar ceramice.
Soiurile condensatori polimerice
Există patru tipuri principale de condensatorii din polimer, inclusiv hibride. Fiecare tip diferit de materiale de electrolit și electrod, carcasa și domeniul de aplicare:
- Multistrat condensatori de aluminiu polimerice sunt utilizate ca electrolit sunt polimer conducător și un catod de aluminiu (Figura 1). În funcție de model specific, acești condensatori includ gama de tensiune de la 2 până la 25 V și capacitate variază de la 2,2 la 560 microfarazi. Caracteristica distinctivă a acestor condensatori electrici polimer - rezistență extrem de redusă echivalentă serie (ESR). De exemplu, unele dintre VSH noastre condensatorii din polimer SP-Cap este de 3 milliohms și este una dintre cele mai mici din industrie. Astfel de condensatoarele polimerice multistrat ambalate în plastic cu profil redus carcasă compactă turnate pentru montarea pe suprafață. Combinația de dimensiuni mici și caracteristici electrice bune, acestea sunt utilizate în diverse dispozitive electronice portabile sau alte aplicații în care este necesară o înălțime mică a condensatorului care nu va interfera cu căldura din apropiere.
- Film Condensatori sunt bazate pe polimeri conductori și căptușelile din folie de aluminiu, dar rulată (Figura 2). În comparație cu alte tipuri de condensatoare de film din material plastic condensatoarele acoperă o gamă largă de tensiuni și capacitances. Amploarea stresului este în intervalul 2.5-100 V și capacitate - 3.3-2,700 uF. Ca condensatorii din polimer multistrat, condensatoare de tip de film au valori foarte mici ESR. De exemplu, o parte din seria noastră condensator OS-CON au un ESR de mai puțin de 5 milliohms. condensatoare de film pot fi, de asemenea, făcute în suprafața monturii, deși nu la fel de compact ca în condensatoare multistrat.
- Tantal condensatori electrolit polimer este utilizat ca un polimer conductor și tantal au catod (figura 3). Condensatoarele de la 2.7 la 680 microfarazi produse la tensiuni de operare de la 1.8-35 V. Valorile VSH sunt de asemenea reduse, iar unele dintre condensatori noastre POSCAP sunt doar 5 milliohms. Disponibil în ambalaje din material plastic turnat, condensatorii din polimer tantal sunt printre cele mai compacte de pe piață. De exemplu, măsurile noastre M mărime POSCAP numai 2,0 cu 1,25 mm. În ciuda dimensiunilor sale compacte, acest tip de condensator este disponibil cu o gamă largă de dimensiuni.
- condensatori de aluminiu hibride polimerice. După cum sugerează și numele, acești condensatori utilizate într-o combinație de lichid și un polimer conductor ca electrolit (Figura 4), și ca catod - aluminiu. Ideea care stă la baza acestei soluții tehnice, a fost de a uni cele mai bune proprietăți ale ambelor materiale: utilizarea polimerilor asigură o conductivitate ridicată, și în consecință, scăzută ESR, în care componenta electrolit lichid poate rezista la o tensiune mai mare și permite o valoare mare capacitate datorită zonei efective mari de suprafață. condensatorii hibride pot avea o serie de tensiuni de operare 25 - 80 V, iar containerele - de la 10 la 330 microfarazi. Valorile ESR de hibrizi este mai mare decât cel al altor tipuri de condensatoare de polimer, dar luând în considerare mai puternice aplicații pentru care sunt destinate, este încă destul de scăzut - de la 20 la 120 de milliohms.
Avantajele condensatoarelor polimerice
În ciuda diferențelor de materiale și modele, toate cele patru tipuri de condensatoare de polimer integrează un set de proprietăți electrice atractive:
- Caracteristicile de frecvență Splendid.
# 8203; Cu valorile VSH ultra reduse ale condensatoarelor sunt polimer în apropierea punctului său de rezonanță impedanță redusă (Figura 5). O impedanță mai mică reduce ondulație în circuitele de curent alternativ. Testele noastre au arătat o scădere de cinci ori amplitudinea fluctuațiilor în circuitele cu condensatorii din polimer comparativ cu condensatoare cu tantal convenționale cu un nivel scăzut ESR.
- Capacitate stabilă.
Capacitatea de condensatoare ceramice depinde de schimbările de temperatură și tensiunea de polarizare de CC. condensatoarele polimerice nu au aceste dezavantaje și să rămână stabile în timp (Figura 6). În special, această stabilitate este importantă pentru aplicații industriale și auto, în cazul în care, de regulă, există fluctuații semnificative ale temperaturilor de funcționare. Am observat cazuri în care temperaturile ridicate determină o pierdere de până la 90% sau mai mult din capacitatea efectivă a unui condensator ceramic, acest lucru înseamnă că condensatori convenționale nu oferă caracteristici adecvate în utilizarea reală. condensatoarele hibride sunt adăugate la stabilitatea vasului este o altă dimensiune. În condițiile de exploatare, capacitatea lor rămâne neschimbat - și la frecvențe înalte și la temperaturi scăzute - factori care reduc capacitatea cu un electrolit lichid convențional. (Figura 7).
- Siguranță sporită.
# 8203; Pentru condensatoarele electrolitice convenționale sunt caracterizate prin probleme de siguranță pe care le-ar putea provoca la scurtcircuit și funcționare defectuoasă. amenințare de securitate se produce atunci când solicitările electrice sau mecanice a crea defecte sau întreruperi în pelicula de oxid care formează un condensator dielectric. condensatorii din polimer sunt auto-vindecare, care elimină acest mod de urgență. Recuperarea are loc datorită căldurii Joule inițiat defect dielectric, procesul de declanșare este scurt. Încălzire distruge lanț molecular polimer conductor în apropierea defectului, creșterea rezistenței sale și pentru a forma o barieră eficientă împotriva oricărui curent de scurgere din electrod (Figura 8). În cazul condensatoarelor hibride începe să opereze mecanism suplimentar de auto-vindecare, deoarece electrolitul lichid determină fluxul de curent în apropierea stratului de oxid de aluminiu defect repararea. Pentru a demonstra natura condensatoarelor polimerice hibride și de auto-vindecare, am efectuat numeroase teste cu tensiune de alimentare a crescut. Într-unul dintre aceste studii, am comparat nostru SP-Cap cu polimeri Condensatori cu tantal condensatori convenționale-MnO2. Modelul Polimer a rezistat 7 Amp curentul de scurt-circuit, în timp ce condensator tantal începe să fumeze la trei amperi și aprins la cinci. Această creștere a siguranței este de mare importanță, atât din punct de vedere tehnic și financiar. Pentru dezvoltatorii de exploatare în siguranță folosesc de obicei condensatoare cu tantal convenționale la tensiuni între 30 - 50% sub tensiunea nominală. Este comun în parametrii nominali de inginerie practică subestimarea conduce la nevoia de condensatoare utilizateódimensiunea lshih și costul. Dimpotrivă, pentru condensatoare noastre de polimer garantăm funcționarea la 90% din tensiunea maximă.
Gama noastră de condensatoare hibride sunt, de asemenea evoluție. Ne-l extinde cu noi 16- și 100 volți condensatoare. Următorul pas este creșterea duratei de viață și amplitudinea curentului admisibil ondulație în următoarele versiuni ale produsului.
Aceste îmbunătățiri tehnice continue pentru a face polimerul și condensatori hibride sunt alternative tot mai atractive pentru tantal convenționale MnO2 și condensatoare ceramice multistrat (MLCC).