Czy kondensatory „z litego polimeru” naprawdę mają dłuższą żywotność niż elektrolityczne?

15

Wielu producentów płyt głównych stosuje kondensatory „Low ESR Solid Organic Polymer” zamiast pokrywek elektrolitycznych i wkłada wiele wysiłku w marketing i reklamę tego faktu. (Na przykład to FAQ autorstwa Giga-Byte .)

Czy oprócz „żywotności” tego typu kondensatory mają inne zalety, takie jak większa tolerancja na napięcia lub temperatury niezgodne ze specyfikacją?

Czy kondensatory te mają znaczącą przewagę nad elektrolitem? Jeśli tak, czy zaleca się ich stosowanie w projektach hobbystycznych?

JYelton
źródło

Odpowiedzi:

13

Organiczne kondensatory polimerowe, znane również pod takimi nazwami jak OC-CON i znaki towarowe, takie jak OSCON, zapewniają nieco lepszą wydajność niż najlepsze kondensatory elektrolityczne aluminiowe o niskiej marży (ALE) przy wyższym koszcie, z kilkoma zastrzeżeniami.

Prąd tętnienia dla OC-CON jest ogólnie wyższy niż ALE o równoważnej wielkości i wartości znamionowej. Dobre Ales w , 16V zasięg może mieć ocen 100kHz marszczyć około 1500mA - OC-cons w 820 ľ F , 16V zasięg może wynosić nawet 5600mA.1000μfa820μfa

OC-CON na ogół nie są tak wybaczające pod względem przepięcia jak ALE. Przekonałem się, że przepięcie spowoduje uszkodzenie zwarcia OC-CON. Wydaje się, że ALE są w stanie przyjąć większe przepięcie przed awarią.

OC-CON muszą także mieć prąd ładowania w kontrolowanym zakresie. Nadmierny prąd ładowania może obniżyć wydajność prądu upływu lub spowodować zwarcie.

Pod względem żywotności istnieją ALE o żywotności 8000 godzin, więc nie ma gwarancji, że każde OC-CON będzie miało dłuższą żywotność niż jakikolwiek ALE. Istnieją zakresy dla obu. Biorąc to pod uwagę, prawdopodobnie nie ma żadnych OC-CON „ogólnego zastosowania”, których żywotność wynosi zaledwie 1000 godzin.

Sanyo opublikowało niniejszy przewodnik użytkowania dla swoich kondensatorów OSCON - zasady te dotyczą mojej części doświadczenia OC-CON (większość producentów ma podobne dokumenty).

W przypadku hobby możesz lepiej obsługiwać ALE, ponieważ są one nieco bardziej niezawodne i tańsze. Jeśli jednak potrzebujesz wysokiej tętnienia, nic nie stoi na przeszkodzie, aby z nich korzystać - po prostu ostrożnie je lutuj (patrz sekcja 3 połączonego dokumentu). Nie miałem żadnych problemów z ręcznym lutowaniem, FWIW ...

Adam Lawrence
źródło
9

Tak, stałe kondensatory polimerowe będą miały na ogół dłuższą żywotność niż mokre elektrolityczne aluminiowe kondensatory (na razie WEAC :-)).

Wyjątkami są przypadki szczególne. Głównym mechanizmem degradacji przez cały okres użytkowania WEAC jest wysychanie elektrolityczne. Gdy inne czynniki są utrzymywane na stałym poziomie, okresy życia są dość dobrze opisane w ostatnio dyskutowanym wyrażeniu

Life = ~~ oceniono życie x 2 ^ ((Trated-Twkg) / 10)

tzn. żywotność podwaja się na każde 10 stopni C poniżej temperatury znamionowej.

Trated zwykle wynosi 85 ° C do użytku konsumenckiego i 105 ° C do bardziej surowego (jeśli nie być może „profesjonalnego”).

Żywotność znamionowa wynosi zwykle 2000 godzin, może wynosić 1000 godzin i zwykle jest wielokrotnością 1000 godzin, a może 500 godzin. Możesz kupić 3000 godzin, a nawet 5000 godzin Caops, ALE oczekuję zapłaty. Ta gruba ziarnistość odzwierciedla niedokładny charakter prawdziwej postaci.

Oznacza to, że WEAC mogą być łatwo skracać życie, gdy robi się gorąco lub gdy dochodzi do wewnętrznego ogrzewania.

Zaślepki „Stały polimer organiczny” nie mają tego głównego mechanizmu trwałości. Czas życia oszacowany przez producenta jest zwykle 5 do 20 razy dłuższy, jak pokazują gigabajty.

Gdyby uzyskano WEAC o temperaturze 125 C 6000 godzin, teoretycznie miałby on wydłużony czas życia w stosunku do 2000 godzin maksymalnego współczynnika 2 ^ ((125-105) / 10)) x 6000/2000 = 12 razy. Jest to> 5-krotna poprawa niektórych stałych nasadek polimerowych, ALE bardzo nietypowa i BARDZO wysoka specyfikacja. Ponieważ generalnie czapki polimerowe ulegają poprawie, będą one zwykle lepsze niż wszystkie, ale bardzo, bardzo najlepsze WEAC. Spodziewaj się za to zapłacić :-)

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/WebEn/KO%20Conductive%20Polymer )

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/WebEn/T520%20KO-CAP

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/vapubfiles/T520BTechUpdate/ $ file / T520BTechUpdate.pdf

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/file/T520%20Series/ $ file / KEM_T2015_T520.pdf

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/WebEn/T525%20KO-CAP

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/WebEn/T525faq

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/file/T525%20Series/ $ file / KEM_T2017_T525.pdf


Podwojenie trwałości przy spadku temperatury roboczej o 10 stopni C:

Podwojenie czasu pracy w stosunku do spadku temperatury o 10 stopni Celsjusza opiera się na równaniu Arrheniusa, które opisuje zmianę szybkości reakcji z temperaturą.

Wyszukiwarka internetowa poświęcona żywotności kondensatorów elektrolitycznych zapewnia wiele powiązanych linków.

Kilka powiązanych odniesień:

Kalkulatory żywotności kondensatorów - zwróć uwagę na termin 2 ^ x dla elektrolityki aluminiowej, gdzie x jest związany z temperaturą delta / 1-.

Obliczanie żywotności kondensatorów elektrolitycznych z obniżeniem oceny

Aluminiowe kondensatory elektrolityczne Oczekiwana żywotność

Power Tip 50: Unikaj typowych pułapek aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych - patrz 1. „wskazówka”

Wikipedia - żywotność kondensatora i uwagi 93 94 95

Określanie obliczeń końca żywotności, ESR i żywotności kondensatorów elektrolitycznych w wyższych temperaturach

Russell McMahon
źródło
Gdzie widziałeś część o tym, jak żywotność nasadki podwaja się wraz ze spadkiem temperatury roboczej?
VanGo,
@VanGo Arrhenius równanie - patrz dodatek na końcu odpowiedzi.
Russell McMahon,
Nieco przestarzałe, dość rozsądne, biorąc pod uwagę wiek. 5000 godzin elcaps nie są szczególnie drogie, a żywotność @ 105C jest zazwyczaj określona. Na przykład Rubycon 1mF 16V 1.2A 6000hr @ 105C może kosztować 10 pensów. W związku z obecną suszą MLCC projektanci zmuszeni są ponownie spojrzeć na puszki na części SMPS. Wygląda na to, że poscony bardzo zależą od producenta. United Chemi Con twierdzi, że 15 000 godzin (!), Podczas gdy inni producenci osiągają limit 5 000 godzin.
Barleyman