Os capacitores de “polímero sólido” realmente têm uma vida útil mais longa que a eletrolítica?

Muitos fabricantes de placas-mãe usam capacitores "Polímeros Orgânicos Sólidos com Baixo ESR" em vez de tampas eletrolíticas e dedicam grande esforço ao marketing e publicidade desse fato. (Por exemplo, este FAQ da Giga-Byte .)

Além da "vida útil", esses tipos de capacitores têm outras vantagens, como maior tolerância a tensões ou temperaturas fora das especificações?

Esses capacitores têm uma vantagem significativa sobre os eletrolíticos? Em caso afirmativo, é aconselhável usá-los em projetos de hobby?

Os capacitores de polímero orgânico, também conhecidos por nomes como OC-CON e marcas comerciais como OSCON, oferecem um desempenho um pouco melhor que os melhores capacitores eletrolíticos de alumínio de baixa ondulação (ALE) a um custo mais alto, com algumas ressalvas.

A corrente de ondulação para um OC-CON geralmente é maior que uma ALE de tamanho e classificação equivalentes. Boa cervejas no , 16V faixa pode ter uma classificação de oscilação em torno de 100kHz 1500mA - OC-CONS no 820 μ M , 16V intervalo pode ser tão elevada no 5600mA.$1000 \mu F$$820 \mu F$

Os OC-CONs geralmente não perdoam em termos de sobretensão como os ALEs. Descobri que a sobretensão fará com que um OC-CON falhe em curto-circuito. Os ALEs parecem capazes de suportar mais sobretensões antes de falhar.

Os OC-CONs também precisam ter corrente de carga dentro de uma faixa controlada. Corrente de carga excessiva pode prejudicar o desempenho da corrente de vazamento ou causar um curto-circuito.

Em termos de vida útil, existem ALEs disponíveis com vida nominal de 8000h, portanto, não há garantia de que todo OC-CON terá vida útil mais longa do que qualquer ALE. Existem intervalos para ambos. Dito isto, é provável que não haja OC-CONs de "uso geral", com apenas uma vida útil nominal de 1000 horas.

A Sanyo publicou este guia de uso para seus capacitores OSCON - os princípios são válidos para qualquer parte do OC-CON em minha experiência (a maioria dos fabricantes possui documentos semelhantes).

Para uso em hobby, você pode ser mais bem atendido pelos ALEs, pois eles são um pouco mais robustos e mais baratos. Se você precisar da alta capacidade de ondulação, no entanto, não há nada que o impeça de usá-las - apenas tenha cuidado ao soldá-las (consulte a seção 3 do documento vinculado). Eu não tive nenhum problema de solda manual, FWIW ...

Sim, os capacitores de polímero sólido geralmente terão uma vida útil mais longa do que os capacitores de alumínio eletrolíticos úmidos (WEACs por enquanto :-)).

As exceções são casos especiais. O principal mecanismo de degradação da vida útil das WEACs é a secagem eletrolítica. Quando outros fatores são mantidos constantes, as vidas são razoavelmente bem descritas pela expressão recentemente discutida

Vida = ~~ vida nominal x 2 ^ ((Trated-Twkg) / 10)

isto é, a vida útil dobra para cada 10 graus C abaixo da temperatura nominal.

A classificação é geralmente de 85 ° C para uso do consumidor e 105 ° C para uso mais severo (se não talvez 'profissional').

A vida útil nominal é geralmente de 2000 horas, pode ser de 1000 horas e geralmente é um múltiplo de 1000 horas ou talvez 500 horas. Você pode comprar 3000 horas ou até 5000 horas, mas espere pagar. Essa granularidade grossa reflete a natureza inexata da figura da vida real.

O que isso significa é que as WEACs tendem a ser fáceis de reduzir a vida útil quando as coisas esquentam ou quando ocorre aquecimento interno.

As tampas de "polímero orgânico sólido" não compartilham esse principal mecanismo de falha na vida útil. A vida útil nominal dos fabricantes é tipicamente 5 a 20 vezes maior, como mostram os gigabytes.

Se um WEACs de 125 C 6000 horas fosse obtido, ele teria uma vida útil prolongada acima de um limite de 2000 horas com um fator de 2 ^ ((125-105) / 10)) x 6000/2000 = 12 vezes. Essa é a> 5 vezes melhorada de algumas tampas sólidas de polímero, MAS uma peça muito incomum e MUITO alta. À medida que as tampas de polímero geralmente melhoram, elas tendem a ser melhores que todas, exceto as melhores WEACs. Espere pagar por isso :-)

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/WebEn/KO%20Conductive%20Polymer )

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/WebEn/T520%20KO-CAP

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/vapubfiles/T520BTechUpdate/ $ file / T520BTechUpdate.pdf

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/file/T520%20Series/ $ file / KEM_T2015_T520.pdf

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/WebEn/T525%20KO-CAP

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/WebEn/T525faq

http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/file/T525%20Series/ $ file / KEM_T2017_T525.pdf

Vida útil dobrando por 10 graus C de redução na temperatura operacional:

A duplicação da vida útil operacional por uma diminuição de 10 graus Celsius na temperatura operacional é baseada na equação de Arrhenius, que descreve a alteração nas taxas de reação com a temperatura.

Uma pesquisa na web sobre a vida útil dos capacitores eletrolíticos fornece muitos links relacionados.

Algumas referências relacionadas:

Caluladores de vida útil do capacitor - observe o termo 2 ^ x para eletrolíticos de alumínio em que x está relacionado à temperatura delta / 1-.

Cálculo da vida útil dos capacitores eletrolíticos com desvalorização

Capacitores eletrolíticos de alumínio Expectativa de vida

Dica de energia 50: Evite essas armadilhas comuns do capacitor eletrolítico de alumínio - consulte a primeira 'dica'

Wikipedia - vida útil do capacitor e notas 93 94 95

Determinação de cálculos de fim de vida, VHS e de vida útil de capacitores eletrolíticos em temperaturas mais altas