-
Zníženie kapacity v priebehu času
SMD hliníkové elektrolytické kondenzátory vykazujú postupné zníženie kapacity počas ich prevádzkovej životnosti v dôsledku chemických a fyzikálnych zmien vo vrstve elektrolytu a dielektrického oxidu. Vrstva oxidu sa môže mierne stenčiť a elektrolyt môže vyschnúť alebo chemicky degradovať, čo spôsobí merateľný pokles kapacity. Tento pokles je zvyčajne progresívny a môže sa pohybovať od 10 % do 20 % počas tisícok prevádzkových hodín v závislosti od prevádzkových podmienok, ako je teplota, napätie a zvlnenie prúdu. Dizajnéri to musia zohľadniť výberom kondenzátora s počiatočnou kapacitou mierne vyššou, než je minimum požadované pre aplikáciu, aby sa zabezpečilo, že obvod bude naďalej spĺňať funkčné požiadavky, aj keď kondenzátor starne. Správne zníženie výkonu a zohľadnenie očakávanej životnosti môže zabrániť nedostatočnému výkonu v aplikáciách filtrovania, oddeľovania alebo ukladania energie. -
Zvýšenie ekvivalentného sériového odporu (ESR)
Postupom času sa ESR hliníkových elektrolytických kondenzátorov SMD má tendenciu sa zvyšovať v dôsledku vysychania elektrolytu, chemickej degradácie a zmien vo vnútornom spojení hliníkových fólií. Zvýšená ESR môže znížiť účinnosť v napájacích obvodoch, spôsobiť lokálne zahrievanie a obmedziť schopnosť kondenzátora efektívne zvládnuť zvlnené prúdy. Vo vysokofrekvenčných spínaných zdrojoch napájania alebo DC-DC konvertoroch môže aj malé zvýšenie ESR ovplyvniť reguláciu napätia, potlačenie zvlnenia a celkový tepelný výkon. Návrhári obvodov by si mali vybrať kondenzátory s nízkou počiatočnou rezervou ESR, aby sa prispôsobili tomuto postupnému zvyšovaniu, a zabezpečiť adekvátny tepelný dizajn a usporiadanie, aby sa rozptýlilo akékoľvek dodatočné teplo generované vyššou ESR počas životnosti kondenzátora. -
Zmena unikajúceho prúdu
SMD hliníkové elektrolytické kondenzátory zažívajú postupný proces zvýšenie zvodového prúdu ako sa elektrolyt zhoršuje a dielektrická vrstva sa stáva menej ideálnou. Aj keď je zvodový prúd vo všeobecnosti nízky, môže ovplyvniť citlivé obvody, ako sú nízkoprúdové časovače, systémy napájané batériou alebo presné analógové obvody, kde aj malý únik môže viesť k posunu napätia alebo strate energie. Dizajnéri musia počítať s možným nárastom úniku v priebehu času a v prípade potreby zahrnúť kompenzáciu obvodu, ochranné odpory alebo monitorovanie, aby sa zabezpečilo, že dlhodobý únik neohrozí výkon obvodu alebo spoľahlivosť zariadenia. -
Starnutie závislé od teploty
The rýchlosť starnutia kondenzátora veľmi závisí od prevádzkovej teploty . Vyššie teploty urýchľujú chemické reakcie v elektrolyte, čo vedie k rýchlejšiemu schnutiu, zvýšeniu ESR a rýchlejšiemu zníženiu kapacity. Bežným pravidlom je, že každé zvýšenie o 10 °C nad menovitú prevádzkovú teplotu môže skrátiť očakávanú životnosť kondenzátora približne na polovicu. Dizajnéri by mali vybrať kondenzátory s teplotným hodnotením nad maximálnou očakávanou prevádzkovou teplotou, poskytnúť adekvátny tepelný manažment PCB a zvážiť prúdenie vzduchu alebo chladiče na zmiernenie zrýchleného starnutia a udržanie konzistentných elektrických charakteristík počas životnosti zariadenia. -
Účinky napätia napätia
Nepretržité vystavenie napätiu blízkemu menovitému maximu môže urýchliť starnutie a prispieť k degradácii elektrolytu, dielektrickému rozpadu a zvýšenému zvodovému prúdu. Prevádzka kondenzátora mierne pod jeho menovitým napätím – zvyčajne s a Zníženie napätia o 20-30%. —znižuje namáhanie dielektrika a elektrolytu, spomaľuje chemickú degradáciu a zvýšenie ESR. Zníženie napätia je obzvlášť dôležité v aplikáciách s vysokým zvlnením alebo impulzným napätím, pretože prechodné špičky môžu ďalej urýchliť starnutie a znížiť životnosť, ak nie sú správne riadené ochranou obvodu alebo výberom kondenzátora. -
Mechanické namáhanie a úvahy na úrovni dosky
Mechanické namáhanie, ako je ohýbanie PCB, tepelné cyklovanie a vibrácie, môžu zhoršiť účinky starnutia v hliníkových elektrolytických kondenzátoroch SMD. Opakované rozťahovanie a zmršťovanie tela kondenzátora alebo spájkovaných spojov môže viesť k mikrotrhlinám vo vnútorných fóliách alebo dielektriku, čo ovplyvňuje kapacitu a ESR. Dizajnéri by mali zabezpečiť správne techniky spájkovania, vybrať robustné kondenzátory pre prostredia s vysokým namáhaním a poskytnúť primeranú mechanickú podporu alebo výplň tam, kde sa očakávajú vibrácie alebo tepelné cykly. Toto je obzvlášť dôležité v automobilovom, priemyselnom alebo leteckom priemysle, kde je spoľahlivosť v dynamických podmienkach kritická.
