Электролитический конденсатор SAL - SAL electrolytic capacitor

Погруженные SAL-жемчужины, твердые алюминиевые электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы SAL (SAL означает твердый алюминий) являются формой конденсатор разработан для высоких емкость в небольшой упаковке, с длительным и надежным сроком службы. Они есть алюминиевые электролитические конденсаторы с анодным окисленным оксидом алюминия в качестве диэлектрика и с полупроводниковым твердым диоксидом марганца в качестве электролита. Они изготовлены из травленых и формованных алюминиевых анодов, которые складываются для типа погруженного жемчуга или наматываются в рулон для осевого типа. Твердый электролит из диоксида марганца формируется на этом валке в пиролитический процесс, аналогичный твердотельные танталовые конденсаторы.

SAL-конденсаторы были разработаны и представлены на рынке в 1960-х гг. Philips. До 30 декабря 2015 г. это был единый продукт, производимый Vishay.[1][2] По состоянию на 31 декабря 2015 г. срок их службы истек, и их производство прекращено.[3]

Строительство

Принципиальное поперечное сечение конденсатора SAL с твердым электролитом из оксида марганца, соединение катода графит / серебро, 1: анод, 2: Al2О3, 8: MnO2, 9: графит, 10: серебро

Основным анодным материалом твердотельных алюминиевых конденсаторов является высокоочищенный алюминий с чистотой не менее 99,99%. В электрохимическом процессе материал анода травится (шероховатость) для увеличения эффективной поверхности электрода. После этого шероховатый алюминий окисляется или сформированный с помощью процесса анодного окисления. Таким образом, электроизоляционный оксидный слой Al2О3 образуется на поверхности алюминия при подаче электрического тока правильной полярности в электролитической ванне.

Процесс образования оксида состоит из двух стадий реакции:

  • 2 Al + 6 H2O → 2 Al (OH)3 + 3 часа2 ↑
  • 2 Al (OH)3 → 2 AlO (OH) + 2 Н2O → Al2О3 + 3 часа2О

Слой оксида алюминия действует как диэлектрик. После формирования диэлектрика алюминиевую фольгу складывают для окунания или наматывают для осевого стиля, а затем снабжают электролитом, катодом конденсатора. Электролит, используемый в конденсаторах SAL, представляет собой твердотельный оксидный полупроводник, диоксид марганца (MnO2). Этот электролит образован пиролиз жидкости нитрат марганца в твердый диоксид марганца:

  • Mn (НЕТ3)2 • 6 часов2O → MnO2 + 2 НЕТ2 + 6 часов2О

После процесса пиролиза конденсаторная ячейка снова реформируется, чтобы залечить все загрязнения или трещины, возникшие во время процесса пиролиза.

Диоксид марганца - твердое кристаллическое вещество черного цвета. Он имеет довольно хорошую электропроводность и отличную долговременную стабильность. В идеальном случае он покрывает 100% диэлектрического слоя и действует как твердый катод в твердоэлектролитическом конденсаторе.

Для контакта на MnO наносится слой углерода из дисперсии графита.2 покрытие на поверхности конденсаторной ячейки. На нее наносится металлический электропроводный серебряный эпоксидный лак. Слой графита также предотвращает прямой контакт между диоксидом марганца и серебром. Прямой контакт между этими двумя материалами вызывает химическую реакцию, которая окисляет серебро и восстанавливает диоксид марганца до высокоомного сопротивления. оксид марганца (III) что приводит к увеличению ESR конденсатора. Теперь этот серебряный слой может контактировать с катодным выводом конденсатора.

Характеристики

Твердые алюминиевые электролитические конденсаторы не имеют известного механизма отказа из-за износа.[4] Кроме того, твердый электролит обеспечивает очень долгую стабильность электрических и тепловых характеристик. Они остаются постоянными в течение очень долгого времени без изменений, зависящих от времени. Зависимость импеданса и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) при более низких температурах очень низка по сравнению с нетвердыми электролитами. Конденсаторы нечувствительны к высоким пусковым токам или токам отключения и могут работать без последовательного резистора, при этом электролитические конденсаторы SAL при высоких нагрузках имеют гораздо более высокую надежность по сравнению с танталовыми электролитическими конденсаторами.[5] Кроме того, диэлектрический оксид алюминия в сочетании с электролитом диоксидом марганца имеет относительно высокое сопротивление напряжению против неправильной полярности.[6]

Приложения

Электролитические конденсаторы SAL используются для фильтрации, сглаживания связи и развязки в промышленном, медицинском и автомобильном оборудовании. Конденсаторы SAL осевого типа используются в военных и профессиональных целях при температурах до 200 ° C.

Преимущества и недостатки

По сравнению с нетвердыми электролитическими конденсаторами, конденсаторы SAL:

  • ниже СОЭ,
  • выдерживает более высокие пульсации токов,
  • имеют меньшие изменения импеданса и ESR при низких температурах,
  • нет испарения электролита,
  • иметь лучшие сроки жизни,
  • выдерживает более высокие пусковые токи,
  • и стоят дороже.

В сравнении с полимерные электролитические конденсаторы, Конденсаторы SAL:

  • имеют более высокое СОЭ,
  • иметь более низкий указанный максимальный ток пульсации нагрузки,
  • продукт из одного источника,
  • и стоят дороже.

Стандартизация

Стандартизация для всех электрические, электронный компоненты и связанные технологии следуют правилам, установленным Международная электротехническая комиссия (IEC),[7] а некоммерческий, неправительственная международная организация стандартов.[8][9] Определение характеристик и процедура методов испытаний алюминиевых электролитических конденсаторов для использования в электронном оборудовании изложены в общей спецификации:

  • МЭК 60384-1, Конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании. Часть 1: Общие технические условия.

Испытания и требования, которым должны соответствовать конденсаторы для использования в электронном оборудовании для утверждения в качестве стандартизованных типов, изложены в следующих разделенных спецификациях.

  • IEC 60384-4, Конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании. Часть 4: Спецификация в разрезе. Алюминиевые электролитические конденсаторы с твердым телом (MnO2) и нетвердый электролит
  • IEC 60384-18, Конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании. Часть 18: Спецификация в разрезе. Фиксированные алюминиевые электролитические конденсаторы поверхностного монтажа с твердыми (MnO2) и нетвердый электролит

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Vishay, серия 128 SAL-RPM, PDF
  2. ^ Vishay, серия 123 SAL-A, PDF
  3. ^ Клемма продукта Алюминиевые электролитические конденсаторы серий 123 SAL-A и 128 SAL-RPM PDF
  4. ^ Dekker, E .; Шмикль, Х. «Многоступенчатые стресс-тесты доказывают надежность твердотельных алюминиевых конденсаторов». Электронные компоненты и приложения. 8 (3).
  5. ^ Оба, Дж. (25 июня 1982 г.). «Твердый алюминий». Technologie, Markt & Tecnik (25).
  6. ^ Elektronik Kompendium, Polarisierter Elektrolytkondensator auch für Wechselspannung und inverse Gleichspannung
  7. ^ Домашняя страница IEC
  8. ^ Интернет-магазин IEC
  9. ^ Стандарты IEC / EN / DIN, Beuth-Verlag