Haben „feste Polymer“ -Kondensatoren wirklich eine längere Lebensdauer als Elektrolytkondensatoren?

Viele Hersteller von Motherboards verwenden Kondensatoren aus "Low ESR Solid Organic Polymer" anstelle von Elektrolytkappen und geben sich große Mühe, diese Tatsache zu vermarkten und zu bewerben. (Zum Beispiel diese FAQ von Giga-Byte .)

Haben diese Kondensatortypen neben der "Lebensdauer" noch weitere Vorteile, z. B. eine höhere Toleranz für Spannungen oder Temperaturen, die außerhalb der Spezifikation liegen?

Haben diese Kondensatoren einen signifikanten Vorteil gegenüber der Elektrolyse? Wenn ja, ist es ratsam, sie stattdessen in Hobbyprojekten zu verwenden?

Organische Polymerkondensatoren, auch bekannt unter Namen wie OC-CON und Marken wie OSCON, bieten mit ein paar Einschränkungen eine etwas bessere Leistung als die besten Aluminium-Elektrolytkondensatoren mit geringer Welligkeit und höheren Kosten.

Der Welligkeitsstrom für einen OC-CON ist im Allgemeinen höher als ein ALE von gleicher Größe und Nennleistung. Gute ALEs im 16- V-Bereich von µF können eine Ripple-Rate von 100 kHz um 1500 mA haben - OC-CONs im 16-V-Bereich von µF können bei 5600 mA ebenso hoch sein.$1000 \mu F$$820 \mu F$

OC-CONs sind in Bezug auf Überspannung im Allgemeinen nicht so nachgiebig wie ALEs. Ich habe festgestellt, dass eine Überspannung dazu führt, dass ein OC-CON-Kurzschluss ausfällt. ALEs scheinen in der Lage zu sein, mehr Überspannung aufzunehmen, bevor sie versagen.

OC-CONs müssen außerdem einen Ladestrom innerhalb eines kontrollierten Bereichs haben. Übermäßiger Ladestrom kann die Ableitstromleistung beeinträchtigen oder einen Kurzschluss verursachen.

In Bezug auf die Lebensdauer stehen ALEs mit einer Lebensdauer von 8000 Stunden zur Verfügung. Daher kann nicht garantiert werden, dass jeder OC-CON eine längere Lebensdauer als jeder ALE aufweist. Es gibt Bereiche für beide. Davon abgesehen gibt es wahrscheinlich keine OC-CONs für allgemeine Zwecke mit einer Lebensdauer von nur 1000 Stunden.

Sanyo hat diese Bedienungsanleitung für seine OSCON-Kondensatoren veröffentlicht - die Prinzipien gelten nach meiner Erfahrung für alle OC-CON-Teile (die meisten Hersteller haben ähnliche Dokumente).

Für Hobbyzwecke könnten Sie von ALEs besser bedient werden, da sie etwas robuster und billiger sind. Wenn Sie jedoch eine hohe Ripple-Fähigkeit benötigen, hindert Sie nichts daran, sie zu verwenden - seien Sie nur vorsichtig beim Löten (siehe Abschnitt 3 des verknüpften Dokuments). Ich hatte keine Probleme beim Handlöten, FWIW ...

Ja, feste Polymerkondensatoren haben im Allgemeinen eine längere Lebensdauer als nasse elektrolytische Aluminiumkondensatoren (vorerst WEACs :-)).

Ausnahmen sind Sonderfälle. Der Hauptmechanismus für die Lebensdauerdegradation von WEACs ist die elektrolytische Austrocknung. Wenn andere Faktoren konstant gehalten werden, werden die Lebensdauern durch den kürzlich diskutierten Ausdruck hinreichend gut beschrieben

Leben = ~~ bewertetes Leben x 2 ^ ((Trated-Twkg) / 10)

dh die Lebensdauer verdoppelt sich mit jeweils 10 ° C unter der Nenntemperatur.

Üblicherweise wird eine Temperatur von 85 ° C für Verbraucher und von 105 ° C für schwerwiegendere (wenn nicht „professionelle“) Anwendungen angegeben.

Die Nennlebensdauer beträgt in der Regel 2000 Stunden, kann 1000 Stunden betragen und ist in der Regel ein Vielfaches von 1000 Stunden oder vielleicht 500 Stunden. Sie können 3000 Stunden oder sogar 5000 Stunden kaufen, ABER erwarten Sie zu zahlen. Diese grobe Granularität spiegelt die Ungenauigkeit der realen Figur wider.

Dies bedeutet, dass WEACs in der Regel leicht zu einer Verkürzung der Lebensdauer führen, wenn es heiß wird oder wenn eine interne Erwärmung auftritt.

Kappen aus "festem organischem Polymer" teilen diesen Hauptmechanismus für das Versagen während der Lebensdauer nicht. Laut Gigabyte sind die Lebensdauern der Hersteller in der Regel fünf- bis zwanzigmal länger.

Wenn ein 125 C 6000-Stunden-WEAC erhalten würde, hätte es eine verlängerte Lebensdauer über eine 2000-Stunden-Obergrenze mit einem Faktor von 2 ^ ((125-105) / 10)) × 6000/2000 = 12-fach. Dies ist> die 5-fache Verbesserung einiger fester Polymerkappen, ABER ein sehr ungewöhnliches und SEHR hochwertiges Teil. Da sich Polymerkappen im Allgemeinen verbessern, sind sie in der Regel besser als alle anderen als die allerbesten WEACs. Erwarten Sie, dafür zu bezahlen :-)

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

Verdoppelung der Lebensdauer pro 10 ° C Abnahme der Betriebstemperatur:

Die Verdoppelung der Betriebslebensdauer pro 10 Grad Celsius Abnahme der Betriebstemperatur basiert auf der Arrhenius-Gleichung, die die Änderung der Reaktionsgeschwindigkeiten mit der Temperatur beschreibt.

Eine Websuche zur Lebensdauer von Elektrolytkondensatoren bietet viele verwandte Links.

Einige verwandte Referenzen:

Kondensator-Lebensdauerkalkulatoren - Beachten Sie den 2 ^ x-Term für Aluminiumelektrolyte, wobei x mit der Delta-Temperatur / 1 zusammenhängt.

Berechnung der Lebensdauer von Elektrolytkondensatoren mit Herabstufung

Aluminium-Elektrolytkondensatoren Lebenserwartung

Power Tip 50: Vermeiden Sie diese üblichen Fallstricke bei Aluminium-Elektrolytkondensatoren - siehe 1. "Tipp"

Wikipedia - Kondensatorlebensdauer und Hinweise 93 94 95

Bestimmung der Lebensdauer, des ESR und der Lebensdauer von Elektrolytkondensatoren bei höheren Temperaturen