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

Wyświetlacze typu OLED

Numer: Listopad/2017

Wyświetlacze OLED znajdują zastosowanie w tysiącach produktów. Dzięki właściwościom OLED-ów, szybkiemu rozwojowi technologii oraz obecnym trendom proekologicznym, w których duży nacisk kładzie się na produkty ?zielone?, będą one prawdopodobnie zyskiwały na popularności.

Aparat do elektroterapii - nowa koncepcja. Uśmierzanie bólu dźwiękiem

Numer: Listopad/2017

Autorka artykułu poszukuje osób chętnych do współpracy przy tworzeniu nowego, unikatowego rodzaju urządzenia do elektroterapii. Potrzebni są specjaliści różnych dziedzin: inżynierowie aparatury biomedycznej, neuroinformatycy potrafiący zaimplementować programistycznie dowolną metodę przetwarzania sygnału biomedycznego, realizatorzy dźwięku, konstruktorzy elektronicy i mechanicy ze znajomością programów do projektowania 3D, programiści ...

Technologie jutra dzięki National Instruments

Numer: Listopad/2017

Za rozwojem nowoczesnej elektroniki, zarówno konsumenckiej, jak i przemysłowej, kryją się skomplikowane technologie. Praktycznie wszelkie nowinki, takie jak smartfony, systemy komunikacji i coraz bardziej inteligentne urządzenia, nie istniałyby gdyby nie ciężka praca inżynierów prowadzących badania i testujących prototypy. Można sobie wyobrazić, jak trudne jest i jakiego oprzyrządowania wymaga rozwijanie najbardziej zaawansowanych technologii ...

Czy szybko musi oznaczać byle jak?

Numer: Listopad/2017

Ile razy zdarzyło się Wam stanąć przed koniecznością skonstruowania czegoś na szybko? Prototyp nowego urządzenia, który trzeba uruchomić ekspresowo, potrzeba chwili i stworzenie podręcznego narzędzia (jak np. generator czy nietypowy zasilacz) - dobrze, żeby elektronika miała swoją solidną obudowę. Nie tylko z powodu ochronienia jej przed uszkodzeniami, ale także dla ułatwienia zamocowania w docelowym miejscu lub choćby postawienia ...

Kiedy potrzebujemy Analog Discovery, a kiedy Digital Discovery?

Numer: Listopad/2017

Digital Discovery jest niezbędnym dodatkiem, jeśli używałeś Analog Discovery 2, ale szybkość próbkowania była niewystarczająca, liczba dostępnych kanałów cyfrowych zbyt mała lub szumy zbyt duże by odczytać dane przesyłane z większymi prędkościami. Zobacz, jakie możliwości stwarza Digital Discovery na konkretnym przykładzie.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Listopad 2018

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym