-
Kapacitás csökkenés az idő múlásával
SMD alumínium elektrolit kondenzátorok fokozatos kiállítást a kapacitás csökkenése élettartamuk során az elektrolit és a dielektromos oxid réteg kémiai és fizikai változásai miatt. Az oxidréteg kissé elvékonyodhat, és az elektrolit kiszáradhat vagy kémiailag lebomolhat, ami mérhető kapacitáscsökkenést okoz. Ez a csökkenés jellemzően progresszív, és több ezer üzemóra alatt 10% és 20% között mozoghat, az olyan működési feltételektől függően, mint a hőmérséklet, a feszültségfeszültség és a hullámos áram. A tervezőknek ezt figyelembe kell venniük egy olyan kondenzátor kiválasztásával, amelynek kezdeti kapacitása valamivel nagyobb, mint az alkalmazáshoz szükséges minimális kapacitás, hogy az áramkör továbbra is megfeleljen a funkcionális követelményeknek még a kondenzátor elöregedésekor is. A megfelelő leértékelés és a várható élettartam figyelembevétele megakadályozhatja az alulteljesítést a szűrési, szétválasztási vagy energiatároló alkalmazásokban. -
Az egyenértékű sorozatellenállás (ESR) növekedése
Idővel a Az SMD alumínium elektrolitkondenzátorok ESR-je általában nő elektrolitszáradás, kémiai lebomlás, valamint az alumíniumfóliák belső kapcsolatának megváltozása miatt. A megnövekedett ESR csökkentheti az áramkörök hatékonyságát, helyi felmelegedést okozhat, és korlátozhatja a kondenzátor azon képességét, hogy hatékonyan kezelje a hullámos áramokat. A nagyfrekvenciás kapcsolóüzemű tápegységekben vagy DC-DC konverterekben még kis ESR-növekedés is hatással lehet a feszültségszabályozásra, a hullámosság elnyomására és az általános hőteljesítményre. Az áramkör-tervezőknek alacsony kezdeti ESR-határral rendelkező kondenzátorokat kell választaniuk, hogy alkalmazkodjanak ehhez a fokozatos növekedéshez, és gondoskodniuk kell a megfelelő termikus tervezésről és elrendezésről, hogy a kondenzátor élettartama során a magasabb ESR által termelt további hőt elvezessék. -
Szivárgási áram változása
Az SMD alumínium elektrolitkondenzátorok fokozatosan csökkennek a szivárgó áram növekedése ahogy az elektrolit romlik és a dielektromos réteg kevésbé ideális. Bár a szivárgási áram általában alacsony, hatással lehet az olyan érzékeny áramkörökre, mint az alacsony áramerősségű időzítők, akkumulátoros rendszerek vagy precíziós analóg áramkörök, ahol még kisebb szivárgás is feszültségeltolódáshoz vagy energiaveszteséghez vezethet. A tervezőknek figyelembe kell venniük a szivárgás esetleges növekedését az idő múlásával, és szükség esetén áramkör-kompenzációt, védőellenállásokat vagy felügyeletet kell beépíteniük annak biztosítására, hogy a hosszú távú szivárgás ne veszélyeztesse az áramkör teljesítményét vagy az eszköz megbízhatóságát. -
Hőmérséklet-függő öregedés
A A kondenzátor öregedésének sebessége nagymértékben függ az üzemi hőmérséklettől . A magasabb hőmérséklet felgyorsítja az elektroliton belüli kémiai reakciókat, ami gyorsabb száradást, megnövekedett ESR-t és gyorsabb kapacitáscsökkenést eredményez. Általános szabály, hogy minden 10°C-kal a névleges üzemi hőmérséklet fölé emelkedik a kondenzátor várható élettartama a felére csökkentheti. A tervezőknek olyan kondenzátorokat kell kiválasztaniuk, amelyek hőmérséklete meghaladja a várható maximális üzemi hőmérsékletet, megfelelő PCB-hőszabályozást kell biztosítaniuk, és figyelembe kell venniük a légáramlást vagy a hűtőbordákat, hogy csökkentsék a felgyorsult öregedést és fenntartsák az állandó elektromos jellemzőket az eszköz élettartama során. -
Feszültség stressz hatások
A névleges maximum közelében lévő feszültségnek való folyamatos expozíció felgyorsíthatja az öregedést, és hozzájárulhat az elektrolitok lebomlásához, a dielektrikum lebomlásához és a szivárgási áram növekedéséhez. A kondenzátort valamivel a névleges feszültsége alatt üzemelteti – jellemzően a 20-30%-os feszültségcsökkenés -csökkenti a dielektrikum és az elektrolit feszültségét, lassítja a kémiai lebomlást és az ESR növekedését. A feszültségcsökkentés különösen kritikus a nagy hullámosságú vagy impulzusfeszültségű alkalmazásokban, mivel a tranziens tüskék tovább gyorsíthatják az öregedést és csökkenthetik az élettartamot, ha nem kezelik megfelelően az áramkörvédelemmel vagy a kondenzátorválasztással. -
Mechanikai igénybevétel és táblaszintű megfontolások
A mechanikai igénybevételek, mint például a PCB-hajlítás, a hőciklus és a vibráció, súlyosbíthatják az SMD alumínium elektrolitkondenzátorok öregedési hatásait. A kondenzátortest vagy a forrasztott csatlakozások ismételt kitágulása és összehúzódása mikrorepedésekhez vezethet a belső fóliákban vagy a dielektrikumban, ami befolyásolja a kapacitást és az ESR-t. A tervezőknek gondoskodniuk kell a megfelelő forrasztási technikákról, robusztus kondenzátorokat kell választaniuk a nagy igénybevételnek kitett környezetekhez, és megfelelő mechanikai alátámasztást vagy párnázást kell biztosítaniuk ott, ahol vibráció vagy hőciklus várható. Ez különösen fontos az autóipari, ipari vagy repülőgépipari alkalmazásokban, ahol a megbízhatóság dinamikus körülmények között kritikus.
