Что случилось с электролитическими конденсаторами в 21 веке?

Иногда мы можем видеть многолетние конденсаторы (например, созданные в СССР) все еще работают. Они больше и тяжелее , но прочный и не высушивающий. Современные алюминиевые конденсаторы служат примерно 11 лет, если вам повезло, затем высушите и спокойно потерпите неудачу. Я помню устройства на ранних этапах 2000-х годов, когда конденсаторы терпели неудачу после 3-х летнего обслуживания, а не для устройств с низким уровнем обслуживания (одним из примеров является кабельный модем E-TECH ICE-200 стоимостью 2000 долларов США в 2000 году). Ремонт из-за неудачных электролитических конденсаторов стал обычным делом, что нехарактерно для 1980-х годов.

Была ли деградация 1990-х годов причиной дешевого массового производства? Или плохо протестированными технологиями, связанными с миниатюризацией? Или многие производители просто не заботились?

Похоже, что тенденция к настоящему времени полностью изменилась, и последние конденсаторы немного лучше, чем те, что были с 1994 по 2002 год. Могут ли эксперты подтвердить это?

64 голоса | спросил Incnis Mrsi 24 PM00000070000002331 2016, 19:49:23

6 ответов


5

Основные причины:

  • Концентрация чумы 1999 - 2002 - попытка воспроизвести украденную формулу Rubycon Inc. для электролита, которая пошла плохо.
  • В противном случае изменяется состав электролита; больше H 2 O (полезно для получения более низкого СОЭ) делает его более агрессивным.
  • Оптимизация затрат из-за все более массового производства электроники.
  • Ошибки в дизайне, процессе или некачественных материалах; плохой контроль качества.
ответил Tony EE rocketscientist 24 PM00000080000003831 2016, 20:24:38
69

Был период времени, когда много конденсаторов были сделаны с изворотливым электролитом, особенно некоторыми крупными тайваньскими производителями. Конденсаторы выглядели хорошо в самых разных тестах, когда они были новыми, но они не очень хорошо себя чувствовали. Поскольку для конденсаторов потребовалось несколько лет, и высокая частота отказов стала известна, многие из них были изготовлены и встроены в вещи, прежде чем люди поняли, что есть проблема. Затем потребовалось еще несколько лет для того, чтобы все оставалось в обращении.

Именно поэтому у этих производителей были проблемы с электролитом. Они использовали новые электролиты на водной основе, разработанные в Японии, и работали очень хорошо. Предположительно, более дешевые производители пропустили что-то или сократили некоторые углы, воспроизводя (или отрывая) японские исследования.

Тип затронутого конденсатора был дешевым, большим емкостью, низким конденсатором ESR. Это то, что появляется в огромном количестве потребительских устройств, поэтому проблема стала известна в более широком сообществе. Кроме того, режим отказа этих конденсаторов был разрывом и вентиляцией, поэтому даже людям, незнакомым с электроникой, было легко увидеть, какой компонент был виноват, когда их материнская плата перестала работать.

В Википедии есть статья об этом: Конкурирующая чума

ответил Jack B 24 PM00000070000004131 2016, 19:57:41
31

Промышленный шпионаж поступил неправильно. Проверено спустя много лет после факта.

Хотя это было заподозрено почти с самого начала. (статья courstesy Машина обратного пути , так как оригинал ушел из Интернета.)

Основная история: Гай покидает японский производитель конденсаторов Rubycon и отправляется на работу в компанию в Китае, взяв с собой копию формулы электролита для высокоэффективных алюминиевых электролитических конденсаторов.

Позже часть его китайского персонала уходит и идет на работу для производителя конденсаторов на Тайване. Они также взяли копию формулы Rubycon, но искалечили ее где-то на этом пути.

Итак, производитель в Тайване строит то, что, по его мнению, является ценным, высококачественные колпачки, изготовленные с использованием формулы Rubycon. Он продает их по хорошей цене, но дешевле, чем Rubycon, и обещает одинаковое качество.

Нагрузки компаний покупают и устанавливают эти колпачки, тогда вещи начинают терпеть неудачи.

ответил JRE 25 PM00000050000000631 2016, 17:04:06
20

В 70-х годах в вычислениях на основе MTBF для Mil-Std-HDBK217 был включен коэффициент ускорения, обратный к цепи ESR. Это подразумеваемые импульсные токи и тепловой подъем, которые, в свою очередь, следуют за эффектами локализованной деградации Арениуса. Выделение газов - это первичное раннее предупреждение с выпуклой крышкой.

Также следует помнить, что разработка SMPS была на подъеме, поскольку материальные затраты требовали более низких затрат и более низких частей ESR. Это подразумевает игнорирование естественных режимов отказа схемы ESR для получения высокоэффективных преобразователей.

Таким образом, тенденция видеть больше сбоев Cap SMPS частично объясняется тем, что дизайнеры игнорируют эффекты старения на ESR и присущие им термические утечки при последующем самонагреве.

Правда, новые электролитические технологии улучшились, а также поверхность поверхности проводника уменьшили ЭПР в фольге. Рост затрат в тантале из таких мест, как Россия, заставил компании перейти на алюминиевую электролитику.

необходимо оценить MTBF в каждом случае, если коренной причиной было:

  • плохой дизайн,
  • плохие части,
  • плохой процесс (чистый или чистый воск Aqua с кислотным остатком или избыток теплового всплеска на профиле оплавления и т. д.).

Высокопроизводительный модем не проверяет, использовали ли они высококачественные квалифицированные компоненты с проверкой MTBF и, возможно, просто доверяли поставщику.

Как правило, наилучший конденсаторный MTBF поступает от компаний в Японии, Тайване и Китае на третье место из-за надежности контроля качества и контроля за процессом контроля, требуемых для деталей с длительным сроком службы. Загрязнение материала является основной причиной изготовления колпачков.

**** Самое большое улучшение в алюминиевом электролизе - это постоянная времени заряда /разряда T = ESR x C, уменьшенная до такой же или лучше, чем тантал в низком классе ESR, в некоторых случаях, но не для всех. Вы должны вычислить это в следующий раз, когда вы выберете кепку, которая должна быть низкой ESR, и сравните 10 частей с 1 @ 10x значением для большой крышки моста. Если он меньше, вероятность того, что вы получите более низкий ESR и более высокий SRF, или если в одном и том же размере напряжение и семья будут одинаковыми константами T.
Ультранизкие крышки ESR. теперь составляют <1 ~ 20us, тогда как общее назначение составляет 100us до> 1мс. ****

ответил Tony EE rocketscientist 24 PM00000080000003831 2016, 20:24:38
4

Одна из причин может иметь отношение к схеме вокруг конденсаторов, а не к конденсаторам. До (около) 1980 года большинство источников питания работали на частоте сети (50 или 60 Гц), используя большой конденсатор фильтра после диодного моста и линейный пострегулятор с использованием некоторых более конденсаторов в основном из постоянного тока с только молом Компонент переменного тока. Не так много проблем, вызванных током RMS в конденсаторах, и (очень) низким ESR, не вызывало большого беспокойства, потому что даже при высоком внутреннем сопротивлении конденсаторы не нагревались бы сами по себе.

Позже источники питания с коммутационным режимом (и пост-регуляторы, включая понижающие понижающие преобразователи точки нагрузки) стали все более популярными, и они поставили намного больший среднеквадратичный ток на конденсаторы, которые они используют. Поэтому правильный выбор конденсаторов становился все более и более важным, а неразумные проектные решения имели большее значение. Кроме того, при миниатюризации большее количество компонентов заканчивается в меньших корпусах, что делает рассеивание тепла более критичным. Чем меньше вы создаете свое устройство, тем сложнее выделять горячие компоненты из термочувствительных конденсаторов. Небольшой (5 мм) конденсатор 10 мкФ /16 В, рассчитанный на 2000 h /105 ° C рядом с большим радиатором? Плохая идея. Большой (25-миллиметровый) конденсатор 47 ÂμF /400 V, рассчитанный на 5000 h /105 Â ° C, размещен в прохладном месте вашего источника питания? Не может даже стать заметной проблемой.

Кроме того, на какое-то время схемы, возможно, потребовали больше, чем продвигались технологии конденсаторов. Дизайнеры, возможно, не знали о важности оценок I RMS и внутреннего нагрева. Добавьте постоянное давление, чтобы сохранить гроши на любом компоненте, подумайте о том, что конденсаторы, как правило, являются вашими более дорогими компонентами, заключите, что это делает колпаки фокусом, когда дело доходит до подсчета пенни, и у вас есть хорошее объяснение.

Итак, честно говоря, это не только шапки, но и общий дизайн и приложение шапки в более сложных сетях.

Как я уже сказал, я с удовольствием использовал некоторые устройства с коммерческими блоками питания в течение многих лет без проблем, и я также заменил довольно много конденсаторов (датированных в конце 70-х годов, например, в таких материалах, как высококачественная катушка магнитофоны или тестовое и измерительное оборудование).

Затем керамические конденсаторы догоняют. До 2005 года 22 мкФ при 25 В в пакете 1206 SMD были необычными. Сегодня вы можете использовать их вместо электролитических колпачков или танталовых типов и даже не тратить больше денег. Это позволяет сделать очень хорошие общие дизайнерские решения: избегайте танталовых колпачков (потому что они очень чувствительны к силам тока или напряжения, даже к очень маленьким. Используйте элекролитические колпачки только тогда, когда вам нужна большая емкость, и когда вы можете выбрать большие которые обычно имеют гораздо более продолжительный срок службы. Возьмите хорошие керамические колпачки для всего остального.

ответил zebonaut 30 PM00000010000003731 2016, 13:04:37
2

Конденсаторы сильно различаются в режимах отказа из-за старения, и на самом деле неверно, что старые проекты всегда были лучше.

Люди, которые ремонтируют старинное оборудование, почти всегда заменяют некоторые конденсаторы, даже не проверяя их, и не проверяют их, чтобы убедиться в этом.

Например, старые восковые прямоугольники являются довольно токсичным полигоном, когда вы взламываете старый усилитель. Они будут в хорошем состоянии из спецификации. Не говоря уже о том, что на одном и том же оборудовании принято определенное качество сетевого напряжения, которое изменилось за последние десятилетия, что приведет к выходу вашего питания или высоковольтного сигнала или развязывающих колпачков намного выше их номинальных характеристик, даже если они будут новыми.

Но, как указывали другие, это сложная вещь. Материалы, производство, рынки сильно изменились, что оказало влияние на промышленность в целом. В целом, однако, современные конденсаторы с определенной ценой за тысячи тысяч намного лучше, чем те же устройства из прошлого.

Только мои ссылки для этого - это каналы YouTube, такие как лаборатория г-на Карлсона, как видно на боковой панели SE.EE!

ответил jdv 25 PM00000040000004431 2016, 16:14:44

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132