wersja mobilna | kontakt z nami

Kondensatory tantalowe polimerowe ciekawą alternatywą dla typowych kondensatorów tantalowych

Numer: Kwiecień/2018

Aby sprostać wymaganiom stawianym przez miniaturyzację urządzeń oraz przez przetwornice impulsowe, a w szczególności małej rezystancji wewnętrznej (ESR) i większej sprawności, polimerowe kondensatory tantalowe są stale ulepszane. Czy dzięki wprowadzeniu tych ulepszeń stały się prawdziwą alternatywą dla konwencjonalnych kondensatorów tantalowych?

Pobierz PDF

Polimerowe kondensatory tantalowe różnią się od konwencjonalnych kondensatorów tantalowych wyłącznie od strony katody. Zamiast MnO2 (ditlenku manganu) stosuje się w nich polimer o bardzo dobrej przewodności (rysunek 1).

rys1W przeciwieństwie do MnO2, ta warstwa polimeru nie zawiera tlenu, a tym samym zyskuje decydującą przewagę, ponieważ w najgorszym ze scenariuszy nie jest w stanie uwolnić tlenu, dzięki czemu ryzyko zapłonu przy przeciążeniu jest praktycznie wyeliminowane. W rezultacie polimerowe kondensatory tantalowe pozwalają na uzyskanie większej niezawodności.

Oprócz znacznie mniejszej rezystancji wewnętrznej (ESR), technologia ta pozwala również na uzyskanie podwyższonego napięcia znamionowego (aż do 125 V), co sprawia, że kondensatory tantalowe polimerowe bez trudu poradzą sobie w aplikacjach pracujących z napięciem do 100 V, a ze względu na dużą pojemność przy jednocześnie bardzo małych wymiarach można wykonać komponenty o bardzo dużej pojemności (do 1500 mF), stosując typowe, znormalizowane obudowy, co jest obecnie możliwe jedynie w kondensatorach ceramicznych. Dodatkowo zastosowanie polimerów eliminuje efekt piezoelektryczny i podatność na pękanie.

Długa żywotność

Kolejną przewagę polimerowych kondensatorów tantalowych stanowi ich żywotność – jest ona niemal nieograniczona. W przeciwieństwie do aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych składają się one wyłącznie z ciał stałych, które nie wysychają, dzięki czemu zachowują swoje właściwości przez cały okres eksploatacji.

W polimerowych kondensatorach tantalowych nie ma praktycznie żadnych ograniczeń żywotności wynikających ze stosowanej technologii, na trwałość samych kondensatorów będą miały wpływ następujące czynniki:

- temperatura otoczenia,
- rezystancja szeregowa,
- straty mocy występujące w kondensatorze.

Dzięki swoim parametrom niektóre z polimerowych kondensatorów tantalowych mają dopuszczenie AEC-Q200, dlatego nadają się również do stosowania w branży motoryzacyjnej.

Redukcja ceny i zajętości miejsca

Przy stosowaniu typowych kondensatorów elektrolitycznych lub tantalowych zwykle kilka z nich łączy się równolegle w celu zmniejszenia ESR. Polimerowe kondensatory tantalowe dają możliwość osiągnięcia pożądanej wartości już przy zastosowaniu tylko jednego komponentu. Dzięki temu i w zależności od wymaganych parametrów aplikacji można wykonać urządzenie o mniejszych wymiarach oraz zmniejszyć liczbę elementów wchodzących w jego skład.

tabeli 1 umieszczono przykładowe rozwiązanie, w którym trzy standardowe kondensatory tantalowe są połączone równolegle, co przy ESR=75 mOhm pojedynczego kondensatora, pozwala na uzyskanie wypadkowego, wynikającego z połączenia równoległego, ESR wynoszącego 25 mV. W tym przykładzie nawet pojedynczy polimerowy kondensator tantalowy może osiągnąć pożądaną wartość ESR. Oczywiście, takie działanie ma sens tylko wtedy, jeśli dla aplikacji jest krytyczne uzyskanie jak najmniejszej rezystancji ESR, co można uzyskać bez trudu, stosując polimerowe kondensatory tantalowe. Zakładając, że napięcie znamionowe wynosi 5 V, można użyć kondensatora polimerowego o napięciu znamionowym 6,3 V, ze względu na zapewnienie marginesu bezpieczeństwa w trakcie testów urządzenia.

Podsumowanie

Zastępując konwencjonalne kondensatory polimerowymi kondensatorami tantalowymi, można zmniejszyć nie tylko koszt produkcji, ale także wymiary urządzenia. Technologia polimerowa otwiera nowe możliwości producentom, którzy wewnątrz obudowy urządzenia mogą „upakować” więcej komponentów i zwiększać jego funkcjonalność. Aby w pełni wykorzystać zalety tej technologii, może być konieczne przeprojektowanie istniejących urządzeń. Dla oszacowania odpowiedniego potencjału optymalizacji należy każdy przypadek rozpatrywać indywidualnie.

Jürgen Geier
Field Application Engineer Ceramic Capacitors
Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH

 

Więcej informacji:

Rutronik Polska Sp. z o.o.
ul. Bojkowska 37, 44-101 Gliwice
tel. +48 324 612 000, faks +48 324 612 001
rutronik_pl@rutronik.com, www.rutronik.com

Pozostałe artykuły

Fundacja e-Nable. Podaj światu pomocną dłoń

Numer: Luty/2019

...

Drukarki 3D i materiały do druku w ofercie firmy Farnell element14

Numer: Luty/2019

Jednym z celów firmy Farnell element14 jest zwiększanie dostępności do różnorodnych nowoczesnych rozwiązań, które mogą być przydatne dla jej klientów w trakcie prac nad nowymi produktami, więc szybko rozbudowuje swoją ofertę o popularyzujące się narzędzia i akcesoria. W ostatnich latach na popularności zyskały drukarki 3D, które coraz częściej są stosowane przez elektroników i automatyków. Dlatego też Farnell element14 przygotował ...

ICAPE Group - eksperci do usług

Numer: Luty/2019

Utworzona w 1999 roku Grupa ICAPE, jako dostawca usług eksperckich w dziedzinie obwodów drukowanych i części technicznych, stała się doskonałym strategicznym partnerem w świecie elektronicznym.

Nowa linia produktów MORNSUN. Zasilacze open frame o mocy z zakresu 35...350 W

Numer: Luty/2019

Firma MORNSUN wprowadziła na rynek nową linię zasilaczy impulsowych typu open frame ? serię LM, w ramach której dostępne są zasilacze o mocy 35 W, 50 W, 75 W, 100 W, 150 W, 200 W i 350 W. Zasilacze są przeznaczone do zastosowania w szerokim spektrum aplikacji, w tym do maszyn, urządzeń automatyki przemysłowej, inteligentnego bezpieczeństwa, sieci inteligentnych, IoT, sprzętu mechanicznego i elektrycznego, instrumentów elektronicznych, ...

Komputery Pigeon

Numer: Styczeń/2018

...

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Luty 2019

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym