Электролитический конденсатор САЛ
Электролитические конденсаторы SAL (SAL означает «твердый алюминий» ) представляют собой разновидность конденсаторов, разработанных для обеспечения высокой емкости в небольшом корпусе с длительным и надежным сроком службы. Это алюминиевые электролитические конденсаторы с анодно-окисленным оксидом алюминия в качестве диэлектрика и полупроводниковым твердым диоксидом марганца в качестве электролита. Они изготовлены из травленых и формованных алюминиевых анодов, которые сложены для жемчужных типов или свернуты в рулон для осевых. Твердый электролит диоксида марганца формируется на этом валке пиролитическим процессом, аналогичным процессу изготовления твердых танталовых конденсаторов .
SAL-конденсаторы были разработаны и представлены на рынке в 1960-х годах компанией Philips . До 30 декабря 2015 года это был продукт из одного источника, производимый Vishay . [1] [2] По состоянию на 31 декабря 2015 г. срок их эксплуатации истек, и производство прекращено. [3]
Строительство
[ редактировать ]
Основной материал анода твердотельных алюминиевых конденсаторов состоит из высокоочищенного алюминия чистотой не менее 99,99%. В электрохимическом процессе материал анода протравливается (придается шероховатость) для увеличения эффективной поверхности электрода. После этого приданный шероховатость алюминий окисляется или образуется в результате процесса анодного оксидирования. Таким образом, электроизолирующий оксидный слой Al 2 O 3 формируется на поверхности алюминия путем подачи электрического тока правильной полярности в электролитической ванне.
Этот процесс образования оксида проводится в две стадии реакции:
- 2 Al + 6 H 2 O → 2 Al(OH) 3 + 3 H 2 ↑
- 2 Al(OH) 3 → 2 AlO(OH) + 2 H 2 O → Al 2 O 3 + 3 H 2 O
Слой оксида алюминия действует как диэлектрик. После формирования диэлектрика алюминиевая фольга сгибается для погружения или наматывается для осевого типа, а затем снабжается электролитом - катодом конденсатора. Электролит, используемый в конденсаторах SAL, представляет собой твердотельный оксид-полупроводник диоксид марганца (MnO 2 ). Этот электролит образуется путем пиролиза жидкого нитрата марганца в твердый диоксид марганца:
- Mn(NO 3 ) 2 • 6 H 2 O → MnO 2 + 2 NO 2 + 6 H 2 O
После процесса пиролиза конденсаторная ячейка снова преобразуется для устранения всех загрязнений или трещин, образовавшихся в процессе пиролиза.
Диоксид марганца представляет собой твердое черное кристаллическое вещество. Он имеет довольно хорошую электропроводность и превосходную долговременную стабильность. В идеальном случае он покрывает 100% диэлектрического слоя и действует как твердый катод в твердотельном электролитическом конденсаторе.
наносят слой углерода из дисперсии графита Для контактных целей на покрытие MnO 2 на поверхности ячейки конденсатора . На него нанесен металлический проводящий серебряный эпоксидный лак. Слой графита также предотвращает прямой контакт диоксида марганца с серебром. Прямой контакт между этими двумя материалами вызывает химическую реакцию, которая окисляет серебро и превращает диоксид марганца в оксид марганца (III) с высоким сопротивлением, что приводит к увеличению ESR конденсатора. Теперь этот слой серебра можно соприкоснуться с катодным выводом конденсатора.
Характеристики
[ редактировать ]Твердые алюминиевые электролитические конденсаторы не имеют известного механизма отказа из-за износа. [4] Кроме того, твердый электролит обеспечивает очень длительную стабильность электрических и тепловых характеристик. Они остаются постоянными в течение очень долгого времени без изменений, зависящих от времени. Зависимость импеданса и эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) при более низких температурах очень низкая по сравнению с нетвердыми электролитами. Конденсаторы нечувствительны к высоким пусковым токам или токам отключения и могут работать без последовательного резистора, благодаря чему электролитические конденсаторы SAL при больших токовых нагрузках имеют гораздо более высокую надежность по сравнению с танталовыми электролитическими конденсаторами. [5] Кроме того, диэлектрический оксид алюминия в сочетании с электролитом диоксида марганца обладает относительно высокой устойчивостью к напряжению при неправильной полярности. [6]
Приложения
[ редактировать ]Электролитические конденсаторы SAL используются для фильтрации, сглаживания связи и развязки в промышленном, медицинском и автомобильном оборудовании. Конденсаторы SAL осевого типа предназначены для военного и профессионального применения при температуре до 200 °C.
Преимущества и недостатки
[ редактировать ]По сравнению с нетвердоэлектролитическими конденсаторами конденсаторы SAL:
- ниже СОЭ,
- выдерживает более высокие пульсации тока,
- имеют меньшие изменения импеданса и ESR при низких температурах,
- не имеют испарения электролита,
- иметь лучшие ограничения по времени жизни,
- выдерживает более высокие пусковые токи,
- и стоят дороже.
По сравнению с полимерными электролитическими конденсаторами конденсаторы SAL:
- имеют более высокую СОЭ,
- иметь более низкую указанную максимальную нагрузку по току пульсаций,
- являются продуктом из одного источника,
- и стоят дороже.
Стандартизация
[ редактировать ]Стандартизация всех электрических , электронных компонентов и связанных с ними технологий осуществляется в соответствии с правилами Международной электротехнической комиссии (МЭК). [7] некоммерческая организация неправительственная по международным стандартам . [8] [9] Определение характеристик и порядок проведения методов испытаний алюминиевых электролитических конденсаторов, предназначенных для использования в электронной аппаратуре, изложены в типовой спецификации:
- МЭК 60384-1, Конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании. Часть 1. Общие спецификации.
Испытания и требования, которым должны соответствовать конденсаторы, предназначенные для использования в электронном оборудовании для утверждения в качестве стандартизированных типов, изложены в следующих разделах технических характеристик.
- МЭК 60384-4, Конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании. Часть 4. Технические характеристики секций. Алюминиевые электролитические конденсаторы с твердым (MnO 2 ) и нетвердым электролитом.
- МЭК 60384-18, Конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании. Часть 18. Технические характеристики секций. Фиксированные алюминиевые электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа с твердым (MnO 2 ) и нетвердым электролитом.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]
- ^ Vishay, Серия 128 SAL-RPM, PDF
- ^ Vishay, Серия 123 SAL-A, PDF
- ^ Подключение продукта Алюминиевые электролитические конденсаторы серий 123 SAL-A и 128 SAL-RPM PDF
- ^ Деккер, Э.; Шмикл, Х. «Многоэтапные стресс-тесты доказывают надежность твердотельных алюминиевых конденсаторов». Электронные компоненты и приложения . 8 (3).
- ^ Оба, Дж. (25 июня 1982 г.). «Цельный алюминий». Технологии, Маркт и Техник (25).
- ^ Справочник по электронике, Поляризованный электролитический конденсатор также для переменного напряжения и обратного постоянного напряжения.
- ^ Домашняя страница МЭК
- ^ Интернет-магазин МЭК
- ^ Стандарты IEC/EN/DIN, Beuth-Verlag