Какие существуют типы алюминиевых электролитических конденсаторов. Каковы основные характеристики и параметры электролитических конденсаторов. Где применяются различные серии алюминиевых конденсаторов.
Принцип работы и конструкция алюминиевых электролитических конденсаторов
Алюминиевые электролитические конденсаторы работают на основе электрохимического принципа. Их основные преимущества:
- Высокая удельная емкость (до нескольких фарад)
- Большой допустимый ток пульсаций
- Высокая надежность
- Оптимальное соотношение цена/емкость
Конструкция электролитического конденсатора включает:
- Анод — алюминиевая обкладка
- Катод — электролит (жидкость, органический полупроводник или проводящий полимер)
- Диэлектрик — оксид алюминия на поверхности анода
- Катодная фольга — для контакта с электролитом
- Сепаратор из бумаги или ткани, пропитанный электролитом
Высокая удельная емкость достигается за счет малой толщины диэлектрика (менее 1 мкм) и увеличения эффективной площади анода методом травления до 200 раз.
Основные характеристики и параметры электролитических конденсаторов
При выборе электролитического конденсатора необходимо учитывать следующие ключевые параметры:
- Номинальная емкость
- Номинальное напряжение
- Рабочий температурный диапазон
- Импеданс (полное сопротивление)
- Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR)
- Максимально допустимый ток пульсаций
- Ток утечки
- Срок службы
Импеданс конденсатора зависит от частоты и определяется емкостным сопротивлением, ESR и индуктивностью выводов. На низких частотах доминирует емкостное сопротивление, на высоких — индуктивное.
Стандартные серии электролитических конденсаторов общего назначения
Наиболее распространенные стандартные серии алюминиевых электролитических конденсаторов:
- SD — рабочая температура до 85°C
- RD — рабочая температура до 105°C
Их преимущества:
- Широкий диапазон емкостей (0,1-33000 мкФ)
- Широкий диапазон напряжений (4-500 В)
- Невысокая стоимость
- Различные типоразмеры корпусов
Эти серии подходят для большинства типовых применений, где не требуются специальные характеристики.
Конденсаторы с низким импедансом для высокочастотных применений
Для работы на высоких частотах разработаны специальные серии конденсаторов с низким импедансом:
- RZ — очень низкий импеданс, высокая надежность
- WL — очень низкий импеданс, миниатюрные
- WA — очень низкий импеданс, высоковольтные
- WN — очень низкий импеданс, большой срок службы
- WF, WB — ультра низкий импеданс
Эти конденсаторы оптимальны для применения в импульсных источниках питания и других высокочастотных цепях. В документации на них указывается значение импеданса на частоте 100 кГц.
Специализированные серии для силовой электроники
Для использования в электронных балластах, зарядных устройствах, адаптерах и других силовых приложениях разработаны специальные серии:
- BA — малогабаритные для балластных схем
- RH — высокий допустимый ток пульсаций
- BH — для балластных схем с высоким током пульсаций
- BL — большой срок службы для балластных схем
- BK, BM — повышенная рабочая температура для балластных схем
- CH — для зарядных устройств и адаптеров
Эти конденсаторы способны работать при высоком рабочем напряжении и больших токах пульсаций.
Высоконадежные конденсаторы с увеличенным сроком службы
Для повышения надежности и увеличения срока службы аппаратуры применяются специальные серии конденсаторов:
- RB — широкий температурный диапазон, миниатюрные
- WT — большой срок службы, низкий импеданс
- VA — рабочая температура до 130°C
- VB — рабочая температура до 155°C
Эти конденсаторы имеют расширенный температурный диапазон (до 155°C) и увеличенный гарантированный срок службы (до 10000 часов). Они незаменимы для ответственных применений и работы в жестких условиях.
Неполярные конденсаторы для цепей переменного тока
Для применения в цепях с переменным напряжением разработаны специальные неполярные серии конденсаторов:
- RN — широкий температурный диапазон
- NP — стандартная серия
- NS — низкопрофильные (высота 7 мм)
- NE — сверхнизкопрофильные (высота 5 мм)
- BP, BR — для гальванической развязки
- NF, NH — для схем строчной развертки
Неполярные конденсаторы могут работать при любой полярности приложенного напряжения, что делает их оптимальными для цепей переменного тока и гальванической развязки.
Конденсаторы с низким током утечки
Для применений, требующих длительного хранения заряда, разработаны специальные серии с низким током утечки:
- RL — низкий ток утечки, широкий температурный диапазон
- LL — низкий ток утечки, стандартная серия
- LS — низкий ток утечки, низкопрофильные (7 мм)
- LE — низкий ток утечки, сверхнизкопрофильные (5 мм)
Низкий ток утечки достигается за счет повышенного качества изготовления и более чистых материалов. Эти конденсаторы оптимальны для схем выборки-хранения, измерительной аппаратуры и других применений, чувствительных к току утечки.
Конденсаторы для любых электродвигателей
Конденсатор – пристрій, здатний накапичувати електричний заряд
ЕЛЕКТРИЧНІ ПАРАМЕТРИ КОНДЕНСАТОРІВ
Основні характеристики та одиниці їх вимірів наведені в таблиці
| Номинальна ємність | С | Фарада |
| Допустимое відхилення ємности | ∆С | % |
| Номінальна напруга | U | Вольт |
| Температурна стабильність емности | ТКЕ | % |
Фарада – фізична величина, названа в честь англійської фізики Майкла Фарадея. Вона дуже велика для використання в електротехніці. На практиці емкость измеряют в мікрофарадах (1 мкФ = 10-6 Ф), нанофарадах (1 нФ = 10-9 Ф) або пикофарадах (1 пФ=10-12 Ф)
При нанесенні величини емкости на корпус конденсатора для позначення «нФ» додатково використовують символи «nF», «пФ» — «рФ», а мікрофараду обозначають скорочення «мкФ» або «μФ».
12
CD60, 330V (пускові)36
CBB60 (пускорабочие, клеми)9
CBB60 (пускорабочие, клеми, під гайку)7
CBB60 (пускорабочие, провід)13
CBB60 подвійні (пускорабочие)3
CBB60 малі (пускорабочие)6
CBB65 подвійні (пускорабочие, метал)14
CD60, 250V (пускові)
за порядкомза зростанням ціниза зниженням ціниза новизною
16243248
-
h2-0151
h2-0153
h2-0156
h2-0159
h2-0157
h2-0161
h2-0002
h2-0004
h2-0006
h2-0008
h2-0010
h2-0012
h2-0150
eyJwcm9kdWN0SWQiOjEyMDUzMDk2MzUsImNhdGVnb3J5SWQiOjE0MTkwOCwiY29tcGFueUlkIjozMDkzNTk3LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY4MjQwMzMyMy40NTI2MzU4LCJwYWdlSWQiOiJhMzQ1OWVhNS05YzhlLTRhOWItYTc2Ni0xZWE2NWZlYmQ2NTAiLCJwb3ciOiJ2MiJ9.ktFd6SlCBEt6e9RsfOcGXJto8BWYGqn7FMwPP4B-74o» data-advtracking-product-id=»1205309635″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>h2-0152
eyJwcm9kdWN0SWQiOjEyMDUzMDk2MzcsImNhdGVnb3J5SWQiOjE0MTkwOCwiY29tcGFueUlkIjozMDkzNTk3LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY4MjQwMzMyMy40NTQxOTkzLCJwYWdlSWQiOiIzNGRkNjU0MS0xNThmLTQ1NDctYmVkMC02MTNkYTc4YWYxNDMiLCJwb3ciOiJ2MiJ9.tEqRmXdb4cf__tj3Rvbk-7PQeuh2OTzRiOMTAw5lwSY» data-advtracking-product-id=»1205309637″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»> h2-0155
h2-0158
eyJwcm9kdWN0SWQiOjEyMDUzMDk2NDEsImNhdGVnb3J5SWQiOjE0MTkwOCwiY29tcGFueUlkIjozMDkzNTk3LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY4MjQwMzMyMy40NTcyMzcsInBhZ2VJZCI6IjBmZWM0YzYzLWI0YTEtNGE4ZC1iNTRmLTdlMTAxYTlmZGVjMCIsInBvdyI6InYyIn0.AHr_t1lp1LUuRhqYYW0cL6Fs8sCI_X37csTMjuBUomg» data-advtracking-product-id=»1205309641″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>h2-0154
eyJwcm9kdWN0SWQiOjEyMDUzMDk2NDMsImNhdGVnb3J5SWQiOjE0MTkwOCwiY29tcGFueUlkIjozMDkzNTk3LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY4MjQwMzMyMy40NTg5Nzk0LCJwYWdlSWQiOiIyMmIzNjg1ZC05NTQzLTQ3ZDktYjA2NS1lNTBmYmY5ZDMxZGUiLCJwb3ciOiJ2MiJ9.6wmRrgbHImLEDI5GnG9bralvImHqOhA_Abeqii6hsiI» data-advtracking-product-id=»1205309643″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>h2-0160
eyJwcm9kdWN0SWQiOjEyMDUzMDk2NDQsImNhdGVnb3J5SWQiOjE0MTkwOCwiY29tcGFueUlkIjozMDkzNTk3LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY4MjQwMzMyMy40NjAzMjgzLCJwYWdlSWQiOiI2ZjNlYmU5Mi1kMDE5LTQxNmYtYjllYS0yMzBhOGZmZmM1MzYiLCJwb3ciOiJ2MiJ9.m4UMNRCI88mKjzxj-pS7Ph5mkg4HrLsTK6FgqlC8-A8″ data-advtracking-product-id=»1205309644″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>h2-0001
eyJwcm9kdWN0SWQiOjEyMDUzMDk2NDYsImNhdGVnb3J5SWQiOjE0MTkwOCwiY29tcGFueUlkIjozMDkzNTk3LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY4MjQwMzMyMy40NjE2MzYzLCJwYWdlSWQiOiJlODFiYWE3OS0zNTY4LTRiYjAtODdmOC1mYmYzM2I0NWNkNGEiLCJwb3ciOiJ2MiJ9.C2uvI70cyo0edOblCUMbwW0wVGMukQtxBp4EKhIk_LI» data-advtracking-product-id=»1205309646″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>h2-0003
eyJwcm9kdWN0SWQiOjEyMDUzMDk2NDgsImNhdGVnb3J5SWQiOjE0MTkwOCwiY29tcGFueUlkIjozMDkzNTk3LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY4MjQwMzMyMy40NjI5MTU0LCJwYWdlSWQiOiJmNWRmY2JkMi02N2NhLTQwNTktOTNiNC02ZTVhNTNhOTEzM2EiLCJwb3ciOiJ2MiJ9.HPK-Q0ClZVs7AcIoROqkmiDama78qHo9F7hVDUgZQWk» data-advtracking-product-id=»1205309648″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>h2-0005
eyJwcm9kdWN0SWQiOjEyMDUzMDk2NTAsImNhdGVnb3J5SWQiOjE0MTkwOCwiY29tcGFueUlkIjozMDkzNTk3LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY4MjQwMzMyMy40NjQyNTkxLCJwYWdlSWQiOiI0ODYyZWEwMy02OThkLTRiMzgtOGRiOS1lNmU5MmFhNjAxZTciLCJwb3ciOiJ2MiJ9.3V54njFsH0Tt061FMdHoTh2oNR01YCNMW_OayYtZEFc» data-advtracking-product-id=»1205309650″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>h2-0007
eyJwcm9kdWN0SWQiOjEyMDUzMTAyOTksImNhdGVnb3J5SWQiOjE0MTkwOCwiY29tcGFueUlkIjozMDkzNTk3LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY4MjQwMzMyMy40NjU5OTY1LCJwYWdlSWQiOiIzYzAzNWI5Zi01OGVkLTRlZTUtOWEwMC0xYzZiNDA1NjI0MTYiLCJwb3ciOiJ2MiJ9.cJn0jllhfUWHXhRTa3-5kFn0PZO90EB4Vdk39csctik» data-advtracking-product-id=»1205310299″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>h2-0009
eyJwcm9kdWN0SWQiOjEyMDUzMDk2NTMsImNhdGVnb3J5SWQiOjE0MTkwOCwiY29tcGFueUlkIjozMDkzNTk3LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY4MjQwMzMyMy40Njc3MzEyLCJwYWdlSWQiOiJmYjc4OGI3NS0zNTYxLTQ2NGUtYmM3YS0xYzgzNjk1MjY3OTEiLCJwb3ciOiJ2MiJ9.5bBHx88gZDIAt_nNy-3VErs6iQeQFipv0ctJIEy6m3k» data-advtracking-product-id=»1205309653″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>h2-0011
Пускові конденсатори лінійки CBB65 і СВВ60 (CBB65А, CBB65А-1/2, CBB65В та ін.
) згідно з положеннями та класифікаціями DIN 41 379 і діючих DIN IEC 60384 – це плівкові самовідновлювальні конденсатори. на поліпропіленову плівку.
СBB65 — це пусковий конденсатор в алюмінієвому корпусі з вбудованим внутрішнім запобіжником (клас захисту P2 або S2, згідно з визначенням нових міжнародних стандартів IEC 60252-1:2013 «AC motor capacitors. та IEC 60252-2:2013 (IEC 602 A1:2013)
Поліпропілен як матеріал діелектрика конденсаторів CBB65А обраний завдяки порівняно невеликій ціні, низькій діелектричній абсорбції та ряду інших електричних і теплотехнічних властивостей матеріалу.
Алюминиевые электролитические конденсаторы Samwha
26 августа 2008
SamwhaстатьяАЦП/ЦАП
Компания Samwha Electric Co. Ltd. является составной частью Samwha Capacitor Group — одной из старейших корейских компаний, производящей широкий спектр пассивных электронных компонентов. Samwha Capacitor Group была основана в 1956 году и называлась тогда Ohan Industry.
Название Samwha компания обрела в 1960 году, а 1963 году она первой в Корее начала массовое производство электролитических конденсаторов.
В 1968 году Samwha выходит на международный рынок, начав экспорт своей продукции в Японию. В 2002 году Samwha Capacitor Group приобрела производство конденсаторов у одного из крупнейших мировых производителей — Samsung Electro-mechanics. Это событие выдвинуло компанию в передовые ряды производителей данной продукции в мире. На сегодняшний день Samwha Capacitor Group — холдинг, включающий в себя более десятка различных компаний, производящих самые разнообразные пассивные электронные компоненты: начиная от фильтров и кварцевых резонаторов и заканчивая высоковольтными электролитическими конденсаторами.
С 2003 года компания КОМПЭЛ является официальным дистрибьютором компании Samwha Electric.
Samwha Electric выпускает широкую номенклатуру электролитических конденсаторов. Среди конденсаторов, входящих в программу поставок компании КОМПЭЛ можно выделить несколько категорий:
- миниатюрные электролитические конденсаторы;
- алюминиевые электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа;
- алюминиевые конденсаторы на основе электропроводного полимера (Hi-Cap).
Краткие характеристики миниатюрных электролитических конденсаторов приведены в таблице 1.
Таблица 1. Краткие характеристики миниатюрных электролитических конденсаторов
| Серии | Особенности | Рабочий температурный диапазон, °С | Диапазон номинальных напряжений, В пост. тока | Диапазон номинальных емкостей, мкФ | Гарантированный срок службы, ч | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Стандартные серии(85°C) | SD | Стандарт | -40 (-25)…85 | 6,3…500 | 1,0…39000 | 2000 |
| SS | Стандарт, высота 7 мм | -40…85 | 4…63 | 0,1…220 | 2000 | |
| SE | Стандарт, высота 5 мм | -40…85 | 4…63 | 0,1…330 | 2000 | |
| Стандартные серии(105°C) | RD | Стандарт, широкий температурный диапазон | -55 (-40, -25)…105 | 6,3…450 | 2,2…22000 | 1000…2000 |
| RM | Широкий температурный диапазон | -40…105 | 6,3…450 | 1,0…33000 | 2000 | |
| RK | Широкий температурный диапазон, высота 7 мм | -55…105 | 4…63 | 0,1…68 | 1000 | |
| RE | Широкий температурный диапазон, высота 5 мм | -55…105 | 4…50 | 0,1…220 | 1000 | |
| Низкий импеданс | RZ | Очень низкий импеданс, высокая надежность | -55…105 | 6,3…63 | 0,47…15000 | 2000…5000 |
| WL | Очень низкий импеданс, миниатюрность | -55…105 | 6,3…35 | 150…10000 | 3000…5000 | |
| WA | Очень низкий импеданс, высокое напряжение | -40 (-25)…105 | 6,3…450 | 0,22…15000 | 2000…5000 | |
| WN | Очень низкий импеданс, большой срок службы | -55…105 | 6,3…50 | 1,0…15000 | 4000…10000 | |
| RP | Очень низкий импеданс, миниатюрность, большой срок службы | -40…105 | 6,3…100 | 0,47…15000 | 5000…10000 | |
| WF | Ультра низкий импеданс | -40…105 | 6,3…100 | 0,47…15000 | 2000…5000 | |
| WB | Ультра низкий импеданс | -40…105 | 6,3…50 | 27…8200 | 6000…10000 | |
| WK | Ультра низкий импеданс | -40…105 | 6,3…16 | 470…3300 | 5000 | |
| WH | Низкий импеданс, высота 7мм | -40…105 | 6,3…16 | 470…3300 | 2000 | |
| Для балластных схем, зарядных устройств, адаптеров | BA | Для балластных схем, малые размеры корпуса | -40 (-25)…105 | 160…450 | 1,0…220 | 2000 |
| RH | Высокий ток пульсаций | -40 (-25)…105 | 160…400 | 1,0…150 | 5000 | |
| BH | Для балластных схем, высокий ток пульсаций | -25…105 | 200…400 | 2,2…100 | 5000 | |
| BL | Для балластных схем, большой срок службы | -25…105 | 160…450 | 6,8…150 | 8000…10000 | |
| BK | Для балластных схем, высокая рабочая температура | -40 (-25)…125 | 160…400 | 2,2…47 | 5000 | |
| BM | Для балластных схем, высокая рабочая температура | -40 (-25)…150 | 160…400 | 2,2…47 | 200 0 | |
| CH | Для зарядных схем, адаптеров | -25…85 | 400, 450 | 2,2…68 | 2000 | |
| Высокая надежность | RB | Широкий температурный диапазон, миниатюрность | -55 (-40)…125 | 6,3…250 | 1,0…15000 | 2000 |
| WT | Широкий температурный диапазон, большой срок службы, низкий импеданс | -40…125 | 6,3…50 | 10…3300 | 1000…5000 | |
| VA | Широкий температурный диапазон (130°C) | -40…130 | 10…63 | 1,0…220 | 2000…4000 | |
| VB | Широкий температурный диапазон (155°C) | -40…155 | 10…100 | 1,0…4700 | 1000 | |
| Неполярные | RN | Широкий температурный диапазон | -40…105 | 6,3…100 | 0,1…10000 | 1000 |
| NP | Стандарт | -40…85 | 6,3…250 | 0,47…10000 | 2000 | |
| NS | Высота 7 мм | -40…85 | 6,3…63 | 0,1…47 | 2000 | |
| NE | Высота 5 мм | -40…85 | 6,3…50 | 0,1…47 | 1000 | |
| BP | Для гальванической развязки | -40…85 | 25, 50, 100, 200 | 1,0…100 | 2000 | |
| BR | Для гальванической развязки, широкий темп. диапазон | -40…105 | 200 | 3,3…100 | 2000 | |
| NF | Для схем строчной развертки | -40…85 | 25, 50 | 1,0…10 | 2000 | |
| NH | Для схем строчной развертки | -40…105 | 25, 50 | 1,0…10 | 2000 | |
| Низкий ток утечки | RL | Низкий ток утечки, широкий температурный диапазон | -55…105 | 10…50 | 0,1…330 | 1000 |
| LL | Низкий ток утечки, стандарт | -40…85 | 10…100 | 1,0…470 | 2000 | |
| LS | Низкий ток утечки, высота 7 мм | -40…85 | 6,3…63 | 0,1…100 | 2000 | |
| LE | Низкий ток утечки, высота 5 мм | -40…85 | 4…50 | 0,1…100 | 1000 | |
Алюминиевые электролитические конденсаторы, благодаря электрохимическому принципу работы, обладают следующими преимуществами:
- высокая удельная емкость, позволяющая изготавливать конденсаторы емкостью свыше 1Ф;
- высокий максимально допустимый ток пульсации;
- высокая надежность;
- оптимальное соотношение цена/емкость.
В электролитическом конденсаторе заряд накапливается между алюминиевой обкладкой, называемой анодом, и электролитом (электропроводная жидкость, твердый органический полупроводник или проводящий полимер), называемым катодом. Диэлектриком служит оксид алюминия (Al2O3), покрывающий поверхность анода. (рис. 1).
Рис. 1. Конструкция электролитического конденсатора
Второй слой алюминиевой фольги, служащий контактной поверхностью для проходящего через электролит тока, называется катодной фольгой. Слой бумаги (ткани) является носителем электролита, которым предварительно пропитывается, а так же механически разделяет анод и катод, предотвращая их от короткого замыкания.
Одним из факторов высокой удельной емкости электролитических конденсаторов является малая толщина диэлектрического слоя, которая даже для высоковольтных конденсаторов составляет менее 1 мкм (для примера, минимальная толщина бумажного диэлектрика равна 6-8 мкм).
Еще более высокие удельные емкости достигаются за счет увеличения эффективной площади анода методом травления. Площадь при этом увеличивается до 200 раз, но при некотором ухудшении электрических характеристик конденсатора. Преимущество жидкого электролита состоит в способности затекать в микроуглубления анода.
Оксидный слой формируют при производстве электролитическим окислением, а его толщина пропорциональна формирующему напряжению с коэффициентом 1,2 нм/В. Электролитический процесс продолжается и во время работы конденсатора при протекании электрического тока через электролит (вольтамперная характеристика приведена на рисунке 2).
Рис. 2. Вольтамперная характеристика электролитического конденсатора
При увеличении напряжения, сопротивление оксидного слоя уменьшается, что ведет к быстрому росту тока, а при превышении формирующего напряжения начинается процесс формирования оксидного слоя, сопровождающийся выделением большого количества тепла и газа, что может привести к выходу из строя конденсатора.
При выборе электролитического конденсатора общего назначения нужно обратить внимание на стандартные серии SD (85°С) и RD (105°С). Конденсаторы этих серий популярны, благодаря невысокой стоимости, широкому диапазону номинальных емкостей (0,1…33000 мкФ), напряжений (4…500 В) и рабочей температуры. Производятся также стандартные серии с низкопрофильными корпусами (рис. 3).
Рис. 3. Серии стандартных конденсаторов SAMWHA
Однако неидеальность, присущая всем электролитическим конденсаторам, ограничивает их применение. Рассмотрим частотную зависимость импеданса реального конденсатора.
Импеданс определяется следующими компонентами эквивалентной схемы (рис. 4)
Рис. 4. Эквивалентная схема конденсатора
- емкостное реактивное сопротивление XC
- эквивалентное индуктивное реактивное сопротивление XL (ESL equivalent series inductance)
- эквивалентное последовательное сопротивление R (ESR equivalent series resistance)
- сопротивление утечки r.
На низких частотах импеданс определяется емкостным реактивным сопротивлением (рис. 5).
Рис. 5. Характер зависимости импеданса от частоты
С ростом частоты емкостное реактивное сопротивление уменьшается, но лишь до тех пор, пока не приблизится к величине эквивалентного последовательного сопротивления, определяющегося потерями в диэлектрике, сопротивлением контактов и обкладок.
На резонансной частоте реактивная составляющая обращается в нуль, и импеданс равен R.
Выше резонансной частоты, за счет индуктивности выводов и внутренней структуры конденсатора, импеданс растет. Поэтому стандартные электролитические конденсаторы плохо работают на высоких частотах.
Фирмой Samwha выделяются серии конденсаторов с низким полным сопротивлением (рис. 6).
Рис. 6. Серии конденсаторов Samwha с низким импедансом
В документации на эти конденсаторы, помимо остальных параметров, указывается импеданс, измеренный на частоте 100 кГц при температуре окружающей среды 20°С.
Конденсаторы этих серий идеальны для применения в импульсных источниках питания и других цепях, работающих в широком диапазоне частот.
Любое изменение напряжения на обкладках конденсатора (будь то пульсация, или изменение постоянного напряжения) вызывает протекание переменного тока через конденсатор (ток пульсации). Из-за омических потерь ток пульсации приводит к нагреванию конденсатора. Превышение тока пульсации выше указанного производителем значения приведет к быстрому старению конденсатора, ухудшению его параметров и преждевременному выходу из строя.
Для цепей электронного балласта, зарядных устройств, адаптеров и других устройств с высоким рабочем напряжением и высокими токами пульсации компанией Samwha выпускаются серии конденсаторов, представленные на рисунке 7.
Рис. 7. Серии конденсаторов Samwha для балластов и зарядных устройств
Один из важнейших параметров устройства — срок службы. Гарантированный срок службы конденсатора определяется производителем как время, в течение которого интенсивность отказов не превышает установленную.
Срок службы указывается для наиболее жесткой эксплуатации, то есть при максимальной температуре, максимальном напряжении и максимальном токе пульсации на этой температуре. Использование конденсатора в более мягких условиях увеличивает его реальный срок службы. Так снижение рабочей температуры на 10°С увеличит срок службы примерно вдвое. (рис. 8).
Рис. 8. Типовой срок службы
На рисунке 9 представлены серии высоконадежных конденсаторов с расширенным температурным диапазоном и большими сроками службы.
Рис. 9. Серии высоконадежных конденсаторов
Конденсаторы этих серий рекомендуются к использованию для повышения надежности и сроков службы электронной аппаратуры, а также незаменимы для использования при высоких температурах (до 155°С).
Электролитический конденсатор, конструкция которого соответствует рисунку 1, будет работать только при подключении к аноду положительного полюса, а к катоду отрицательного.
Противоположная полярность вызовет электролитический процесс формирования диэлектрического слоя на катодной фольге, сопровождаемый выделение большого количества тепла и газа, что может вывести конденсатор из строя.
Для гальванической развязки и других цепей с переменным рабочим напряжением разработаны специальные серии неполярных конденсаторов, представленных на рисунке 10.
Рис. 10. Серии неполярных конденсаторов Samwha
Если схемотехника диктует необходимость длительного хранения электрического заряда, следует особенно внимательно отнестись к выбору конденсатора по параметру тока утечки. Причина появления тока утечки — неидеальный характер поляризации диэлектрика, наличие примесей и влаги в диэлектрике. Величина тока утечки может быть уменьшена только на этапе изготовления конденсатора и характеризует его качество. Серии конденсаторов с низким током утечки показаны на рис 11.
Рис.
11. Серии конденсаторов с низким током утечки
Линейка недорогих популярных стандартных серий (SC, RC). алюминиевых электролитических конденсаторов для поверхностного монтажа представлена в таблице 2.
Таблица 2. Электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа
| Серии | Особенности | Рабочий темпер. диапазон, °С | Диапазон номинальных напряжений, В пост. тока | Диапазон номинальных емкостей, мкФ | Гарантированный срок службы, ч | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Поверхностный монта | SC | Стандарт | -40…85 | 4…450 | 0,1…10000 | 2000 |
| NC | Высота 5,5 мм, неполярные | -40…85 | 6,3…50 | 0,1…47 | 2000 | |
| RC | Широкий температурный диапазон | -55…105 | 6,3…50 | 0,1…1000 | 1000 | |
| ZC | Высота 5,5 мм, низкий импеданс | -55…105 | 6,3…35 | 0,1…100 | 1000 | |
| JC | Широкий температурный диапазон, высокий коэффициент CV | 55 (-40)…105 | 4…450 | 3,3…6800 | 2000 | |
| CK | Низкий импеданс, высокий коэффициент CV | -55…105 | 6,3…100 | 10…1500 | 2000 | |
| CD | Очень низкий импеданс | -55…105 | 6,3…50 | 10…1500 | 2000 | |
| CM | Низкий импеданс, большой срок службы | -55…105 | 6,3…50 | 10…1500 | 3000…5000 | |
| CN | Высота 5,5 мм, широкий температурный диапазон, неполярные | -40…105 | 6,3…50 | 0,1…47 | 1000 | |
| CA | Высокий коэффициент CV, большой срок службы | -40…105 | 6,3…50 | 10…1000 | 5000 | |
| CB | Большой срок службы | -55…105 | 4…50 | 0,1…100 | 5000 | |
| CF | Широкий температурный диапазон (130°C) | -55…130 | 10…50 | 22…1000 | 2000…5000 | |
| CT | Широкий температурный диапазон (130°C), низкий импеданс | -55…130 | 10…50 | 33…470 | 2000 | |
| CW | Высокая надежность | -55…150 | 10…50 | 33…1000 | 1000 | |
Серии конденсаторов с повышенной надежностью, низким импедансом, расширенным диапазоном рабочих температур позволят сделать выбор при более жестких требованиях.
Разнообразие алюминиевых электролитических конденсаторов для поверхностного монтажа показано на рисунке 12.
Рис. 12. Электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа
Конденсаторы серий Hi-Cap используют в качестве электролита твердый электропроводный полимер. Этим конденсаторам присущи высокая стабильность емкости, импеданса и ESR во всем температурном диапазоне благодаря термостабильности использованного полимера. По сравнению с другими электролитическими конденсаторами, Hi-Cap обладает более низким импедансом. Низкий импеданс на высоких частотах (100 кГц…10 МГц) делает их идеальными для применения в цифровых цепях. Благодаря низкому эквивалентному последовательному сопротивлению (ESR), Hi-Cap надежно работает при высоких токах пульсаций.
Hi-Cap-конденсаторы производятся как для поверхностного, так и для выводного монтажа. Серии алюминиевых электролитических конденсаторов Hi-Cap с твердым диэлектриком представлены на рисунке 13 и таблице 3.
Рис. 13. Hi-CAP конденсаторы
Таблица 3. Серии алюминиевых электролитических конденсаторов Hi-Cap с твердым диэлектриком
| Серии | Особенности | Рабочий температурный диапазон, °С | Диапазон номинальных напряжений, В пост. тока | Диапазон номинальных емкостей, мкФ | Гарантированный срок службы, ч | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Выводной монтаж | FB | Hi-CAP | -55…105 | 2,5…25 | 6,8…3300 | 2000 |
| FJ | Hi-CAP, высокая емкость, низкий ESR | -55…105 | 2,5…16 | 180…2700 | 2000 | |
| «Поверхностный монтаж» | FA | Hi-CAP | -55…105 | 2,5…25 | 3,3…1500 | 2000 |
| FH | Hi-CAP, высокая емкость, низкий ESR | -55…105 | 2,5…16 | 39…2700 | 2000 | |
| FZ | Hi-CAP, большой срок службы | -55…105 | 4…25 | 10…160 | 5000 | |
| FT | Hi-CAP, широкий температурный диапазон | -55…125 | 10…35 | 8,2…82 | 2000 | |
| FC | Hi-CAP | -40…105 | 2…16 | 2,2…470 | 1000 | |
Получение технической информации, заказ образцов, поставка —
e-mail: discret.
[email protected]
•••
ультратонких интегрированных многослойных конденсаторов методом химического осаждения из раствора. (Конференция)
Ультратонкие интегрированные многослойные конденсаторы методом химического осаждения из раствора. (Конференция) | ОСТИ.GOVперейти к основному содержанию
- Полная запись
- Другое связанное исследование
Аннотация не предоставлена.
- Авторов:
- Бреннека, Джеффри Л. ; Таттл, Брюс; Пэриш, Чад Майкл; Брюэр, Люк Н.
; Таттл, Брюс; Пэриш, Чад Майкл; Брюэр, Люк Н.- Дата публикации:
- Исследовательская организация:
- Национальная лаборатория Сандия. (SNL-NM), Альбукерке, Нью-Мексико (США)
- Организация-спонсор:
- Национальная администрация по ядерной безопасности Министерства сельского хозяйства США (NNSA)
- Идентификатор ОСТИ:
- 1147345
- Номер(а) отчета:
- ПЕСОК2007-5533К
521986
- Номер контракта с Министерством энергетики:
- АК04-94АЛ85000
- Тип ресурса:
- Конференция
- Отношение ресурсов: Конференция
- : Предложена для презентации на 13-м американо-японском семинаре по диэлектрической и пьезоэлектрической керамике, состоявшемся 4-7 ноября 2007 г. в Авадзи, Япония.
в Авадзи, Япония.- Страна публикации:
- США
- Язык:
- Английский
Форматы цитирования
- MLA
- АПА
- Чикаго
- БибТекс
Бреннека, Джеффри Л., Таттл, Брюс, Пэриш, Чад Майкл и Брюэр, Люк Н.. Ультратонкие интегрированные многослойные конденсаторы методом химического осаждения из раствора. . США: Н. П., 2007.
Веб.
Копировать в буфер обмена
Бреннека, Джеффри Л., Таттл, Брюс, Пэриш, Чад Майкл и Брюэр, Люк Н.. Ультратонкие интегрированные многослойные конденсаторы методом химического осаждения из раствора.
. Соединенные Штаты.
Копировать в буфер обмена
Бреннека, Джеффри Л., Таттл, Брюс, Пэриш, Чад Майкл и Брюэр, Люк Н. 2007.
«Сверхтонкие интегрированные многослойные конденсаторы методом химического осаждения из раствора». Соединенные Штаты. https://www.osti.gov/servlets/purl/1147345.
Копировать в буфер обмена
@статья{osti_1147345,
title = {Сверхтонкие интегрированные многослойные конденсаторы методом химического осаждения из раствора.},
автор = {Бреннека, Джеффри Л. и Таттл, Брюс и Пэриш, Чад Майкл и Брюэр, Люк Н.},
abstractNote = {Аннотация не предоставлена.},
дои = {},
URL = {https://www.osti.gov/biblio/1147345},
журнал = {},
номер = ,
объем = ,
место = {США},
год = {2007},
месяц = {8}
}
Копировать в буфер обмена
Посмотреть конференцию (1,62 МБ)
Дополнительную информацию о получении полнотекстового документа см.
в разделе «Доступность документа». Постоянные посетители библиотек могут искать в WorldCat библиотеки, в которых проводится эта конференция.
Экспорт метаданных
Сохранить в моей библиотеке
Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.
Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:
- Аналогичные записи
Объединение батарей и конденсаторов — EEJournal
Батареи и конденсаторы существовали — и сосуществовали — долгое время. Ваш типичный базовый курс электроники, вероятно, будет преподавать их в разных главах или на разных страницах, потому что они очень разные: батареи используются для питания схемы; Конденсаторы справляются со всеми видами задач, от установления времени в RC-цепях до помощи в определении того, где полюса и нули идут в аналоговой цепи, до стабилизации шины питания.
Последнее уже много лет является стандартным элементом конструкции печатной платы. Раньше было просто: два колпачка двух разных конструкций и номиналов для фильтрации разных частот колебаний мощности. Одно и то же правило для всех досок.
Вещи стали более сложными с несколькими областями питания и все более чувствительными схемами, но эта базовая работа по регулированию мощности остается, даже если теперь она использует гораздо больше крошечных крышек, которые фактически могут быть спрятаны внутри печатной платы.
У любителей цифровых технологий понятие «фильтрация» может вызвать мурашки по спине; мы больше предпочитаем Баттерворта на наших блинах, чем на наших трассах. Но, особенно для перепускных колпачков, это не так сложно. Крышка накапливает заряд, и когда кто-то пытается слишком быстро изменить напряжение на крышке (помните, что мгновенное напряжение недопустимо), она высвобождает часть этого заряда или поглощает больше, чтобы поддерживать постоянное напряжение (или, по крайней мере, чтобы замедлить изменять).
Итак, в этой роли конденсатор выступает в роли накопителя энергии, как батарея. Разница заключается в скорости, с которой он может реагировать. Поскольку классические конденсаторы являются электростатическими, они могут очень быстро отдавать заряд. Батареи основаны на химических процессах, которые развиваются медленнее. Таким образом, в то время как батареи держат больше заряда, колпачки более чувствительны.
Точнее говоря, батареи имеют более высокую плотность энергии — энергию на единицу объема или массы — и конденсаторы могут иметь более высокую мощность плотность, мощность — это скорость передачи энергии. Все это хорошо, но исторически имело скорее академическое, чем практическое значение.
Но все изменилось с появлением так называемых «суперконденсаторов» или «ультраконденсаторов». Изменение несколько тонкое: эти конденсаторы по-прежнему позиционируются как работающие в тандеме с основным источником питания, но огромная емкость этих монстров добавила некоторые точки конкуренции с батареями, которых раньше на самом деле не существовало.
Это действительно поразило меня, когда я обменялся несколькими электронными письмами с Cymbet, производителем тонкопленочных твердотельных батарей. Мне было любопытно, какова их позиция в отношении роли суперкапсов, и я ожидал обычного обсуждения формирования сигнала (только на стероидах). Поэтому я был удивлен, когда получил технический документ, в котором суперконденсаторы конкурировали с тонкопленочными батареями.
При более внимательном прочтении разница стала очевидной: эти суперконденсаторы хранят так много энергии, что их можно использовать не только для обходной фильтрации; в некоторых случаях они могут выступать в качестве резерва при отключении основного питания. Позиция Cymbet заключается в том, что их батареи в масштабе чипа лучше подходят для такого резервного копирования, в первую очередь, благодаря гораздо лучшим характеристикам саморазряда. Но тот факт, что это была даже проблема, заставил меня вернуться к некоторым другим вещам, которые я, возможно, прочитал слишком поспешно.
Например, у Maxwell, производителя суперкап, была инфографика, показывающая различные варианты использования их суперкап. И во многих случаях вы могли бы мысленно отнести их к категории обхода… вроде того. Но, например, они используются для хранения и передачи энергии от рекуперативного торможения даже в поездах. Вы можете рассматривать это как обусловливание тока, генерируемого тормозной системой, но чем больше вы думаете об этом, тем больше это натянуто. И затем, в нижней части их списка, это недвусмысленно написано черным по белому: пример, который явно рекламирует резервное копирование на случай перебоев в подаче электроэнергии.
Таким образом, суперкапы теперь пытаются взять на себя некоторые обязанности по хранению энергии — больше, чем просто успокаивать колебания энергии. Что изменилось? Почему эти вещи такие «супер» (или «ультра»)?
По-видимому, существует несколько различных механизмов, благодаря которым суперкап отличается от стандартного. Все дело с конденсаторами в толщине… барьера между двумя сторонами.
Я намеренно не сказал «диэлектрик», хотя это традиционно для электростатической шапки. Даже электролитические колпачки образуют тонкий диэлектрический барьер в реальном времени на основе их химического состава.
Но новые звери действуют по-разному, основываясь на том или ином (а часто и на комбинации) двух разных механизмов, один электростатический, другой электрохимический.
Электростатический довольно примечателен. Он основан на так называемом двойном слое (или двойном слое Гельмгольца) на границе между электродом и электролитом. Идея здесь в том, что на поверхности электрода, где он соприкасается с электролитом, у вас есть несвязанный материал — вот что делает его поверхностью (поскольку внутри все связано с соседями — нет соседей на краю). Таким образом, появится эффективный заряд (знак которого зависит от материала электрода), притягивающий соседние ионы в электролите.
Это дает вам слой ионов на поверхности, прямо напротив слоя заряда в твердом теле. По сути, у вас есть этот интерфейс со всеми выстроенными зарядами — и все же заряды не могут двигаться, создавая ток — электролит не может просто течь в электрод.
Там как бы барьер, только диэлектрика как такового нет. (Оказывается, это слишком упрощенная модель, а структура границ несколько сложнее, но это упрощает понимание концепции.)
И вот что интересно: расстояние между слоями заряда чрезвычайно мало — на уровне ангстрема. Думайте об этом как о порядке расстояния между центром одного из ионов и центром молекулы на уровне поверхности. Используйте этот механизм в пористом материале с большой площадью поверхности, и вы можете себе представить, что он может быть довольно эффективным.
Другой механизм основан на химических реакциях восстановления/окисления («окислительно-восстановительных») на границе раздела для создания двойного слоя. В зависимости от конструкции блока в общей емкости может преобладать этот или слой Гельмгольца, или это может быть сбалансированная комбинация. Но общий эффект может дать этим устройствам емкость, которая на четыре порядка больше, чем у электролитических конденсаторов. Это бесспорно супер.
Итак, теперь у вас есть устройство, способное чрезвычайно быстро накапливать и высвобождать значительное количество энергии.
У него более высокая плотность энергии, чем у любого другого конденсатора, но батареи по-прежнему выигрывают на несколько порядков там, где плотность энергии имеет значение. Так что эти колпачки не представляют угрозы для основных батарей, хотя и пытаются бросить вызов резервному пространству.
Все эти устройства уже доступны в производстве. Но недавняя работа Университета Иллинойса предполагает, что эта двойственность — батареи для энергии, колпачки для мощности — может не сохраниться. Команда U of I разработала аккумуляторную технологию, плотность мощности которой в 2000 раз выше, чем у других микробатарей, что ставит их в один ряд с суперконденсаторами (без ущерба для плотности энергии). Они не обязательно будут приближаться к локомотиву рядом с вами (знаменитые последние слова), но могут повлиять на миниатюрную электронику.
Несмотря на то, что на мощность влияет скорость химических реакций батареи, на нее, по-видимому, влияет сопротивление, присущее системе. В частности, ионы должны проходить через электролит, а это медленно.
Сопротивление электродов также оказывает влияние. Суть в том, что снизьте эти сопротивления, и вы сможете улучшить удельную мощность.
Команда U of I сделала это с твердыми пористыми электродами, расположенными очень близко друг к другу. Они справились с этим, сначала поместив частицы полистирола, которые самособирались, в каркас над узором из хрома/золота, определяющим, где будут располагаться электроды. Размер частиц менялся по мере того, как они пробовали разные варианты; один был 330 нм, другой 500 нм. Затем никель осаждали электроосаждением на полистироловом каркасе. Затем полистирол удаляли, оставляя только пористый никель.
Затем на каждый электрод выборочно электроосаждали материал: NiSn на аноде, MnO 2 на катоде (который затем «литировали» для создания LiMnO 2 ). Эти материалы наносились на никелевый каркас, что приводило к получению высокопористых 3D-электродов. И вот ключ: эти электроды, выложенные литографически по образцу Cr/Au, были сформированы в плотном встречно-штыревом узоре.
