wersja mobilna

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

Niezawodna sieć bezprzewodowa Wi-Fi bazująca na urządzeniach Moxa

Numer: Czerwiec/2019

Bezprzewodowa wymiana danych między maszynami to obecnie dynamicznie zmieniająca się dziedzina techniki i rozwojowy obszar rynku. Wraz z rozwojem technologii bezprzewodowych rośnie też ich znaczenie w przemyśle. Standard IEEE 802.11n umożliwia transmisję danych nawet do 600 Mbps. Urządzenia Wi-Fi pracujące w przemyśle mają wiele dodatkowych technologii pozwalających pracować w szczególnie niekorzystnych warunkach czy zapewniają ...

Security first!

Numer: Czerwiec/2019

Im większa jest wydajność i dostępność Internetu, tym bardziej wydajne są również komponenty, dzięki którym połączone urządzenia stają się "inteligentne", i tym więcej powstaje obszarów zastosowania aplikacji. Mikrokontrolery połączone z oprogramowaniem są sercem czujników w technologiach Przemysłu 4.0 oraz IoT. Całkowicie połączona fabryka i inteligentny dom tworzą ogromny potencjał rozwoju i innowacji - i to w zasięgu ...

Sterownik ruchu z zabezpieczeniem STO firmy Faulhaber. Wagę zagadnienia bezpieczeństwa współpracy człowiek-maszyna trudno przecenić

Numer: Czerwiec/2019

...

Bezprzewodowy "judasz" TX-75

Numer: Maj/2019

To po prostu musiało się stać! Popularność wideodomofonów, czy też bramofonów rośnie od wielu lat. O ile w czasach, kiedy urządzenia tego typu pojawiały się najpierw w firmach, później w gospodarstwach prywatnych, przedszkolach, szkołach itd. stanowiły one pewną sensację, o tyle obecnie już nawet nie dostrzegamy ich istnienia. Dziwić więc może, że do dzisiaj w zasadzie nie było bliźniaczo podobnych urządzeń, takich ...

Wyświetlacze o szerokim kącie obserwacji

Numer: Kwiecień/2019

Stale rośnie zapotrzebowanie na wyświetlanie obrazów lub komunikatów niosących różne informacje. Producenci wyrobów elektronicznych prześcigają się w uatrakcyjnieniu swoich produktów, ale dla przeciętnego użytkownika najbardziej widoczna jest zmiana wyświetlacza na większy, bardziej czytelny, lepiej widoczny lub kolorowy. Tym wymaganiom starają się sprostać producenci wyświetlaczy oferujący coraz to nowsze rozwiązania.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Lipiec 2019

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym