Nennspannungen von Kondensatoren: Keramik vs Elektrolyt

Jetzt weiß ich, dass es bei Elektrolytkondensatoren normalerweise eine gute Praxis ist, eine Nennspannung von 1,5x bis 2,5x der maximalen Nennspannung zu verwenden, der der Kondensator jemals ausgesetzt sein wird, da die Lebensdauer erheblich verkürzt werden kann, wenn er nahe an seinen Grenzen betrieben wird.

Aber gilt das gleiche Protokoll für Keramikkondensatoren? Nehmen wir zum Beispiel einen 25-V-Keramikkondensator an - verkürzt der Betrieb mit 24 V die Lebensdauer erheblich?

Ich entwerfe derzeit ein Netzteil, das zuverlässig sein muss. Daher verwende ich derzeit 50-V-Kappen für einen maximalen 20-V-Eingang (35-V-Kappen sind nicht verfügbar), möchte aber nach Möglichkeit auf 25-V-Kappen umschalten.

Sie haben nicht die gleichen Probleme mit der Lebensdauer von Keramikkappen. Mit zunehmender Spannung verlieren Sie an Kapazität. Die Menge, die Sie verlieren, hängt vom Dielektrikum ab.

Bei der Auswahl der Elektrolyse müssen Sie auch den ESR, die Temperaturbewertung und die maximale Betriebstemperatur berücksichtigen. Da die Lebensdauer unter Verwendung des Arrhenius-Aktivierungsenergiegesetzes vorhergesagt wird, das mit einer Obergrenze von 105 ° C ausgeführt wird, ergibt sich eine signifikante Erhöhung gegenüber einer Obergrenze von 85 ° C (vorausgesetzt, alle anderen Bedingungen sind gleich). Es gibt Elektrolyte mit einer Nennleistung von etwa 5000 Stunden.

Keramikkappen sind sehr langlebig. MLCCs werden häufig ~ 1000 Stunden vor dem Ausfall bei einer Nennspannung von 200% getestet.

Abgesehen davon finde ich oft, dass MLCCs mit höherer Spannung aufgrund des höheren Industrievolumens für die höheren Nennspannungen tatsächlich billiger sein können als die niedrigere Spannung für eine bestimmte Kapazität. Zum Beispiel ist es nie ein Problem, 16V 0.1uf MLCC zu finden, aber so etwas wie 100pF kann bei 50V billiger sein als bei 16V

Sie sollten Keramik eigentlich nicht mit Elektrolyten in Bezug auf die Lebensdauer vergleichen, sie sind eigentlich für ganz andere Zwecke gedacht. Die meisten Anfänger (ich habe es bis vor kurzem getan) denken, dass sie nur höhere Werte sind, aber sie unterscheiden sich genauso wie Induktoren von Widerständen. Hauptsächlich, weil die Elektrolytwerte näherungsweise und ihr Wert viel temperaturabhängiger sind als Keramik, Polycarbonate oder Tantal. Hinweis: Tantal ist sehr spannungsempfindlich.

Sie antworten, dass ich auch eine 50-V-Kappe für eine 20-V-Versorgung verwenden würde. Wenn Sie sich die Ladungskurve für Elektrolyte ansehen, werden Sie feststellen, dass sie bei etwa 1/3 ihrer Nennleistung ohnehin besser funktionieren (mehr Farad). Wenn Sie einen anderen Zweck erfüllen, erhalten Sie eine Erwärmung in einem Elektrolyten, wenn Sie zulassen, dass dieser in einem Zyklus vollständig geladen und entladen wird. Wenn Sie beispielsweise einen 220uF verwenden, um eine 10-Ampere-Last an einem Gleichrichter zu warten, wird die Kappe besteuert und es kommt zu einer Erwärmung im Elektrolyt führt, und wie die anderen Antworten bereits zeigen, entspricht das Erhitzen weniger Farad.

Ich bin nur ein Amateur, also keine kluge Mathematik, sorry.