Танталовые, алюминиевые и пленочные конденсаторы

компании PARTSNIC

Одним из основных видов продукции компании PARTSNIC Co., Ltd. являются конденсаторы трех типов: танталовые, электролитические и пленочные. Среди них производство танталовых конденсаторов с твердотельным диэлектриком занимает главенствующую позицию.

Танталовые электролитические конденсаторы

Танталовые конденсаторы выпускаются как для поверхностного монтажа, так и для монтажа в отверстие. Они бывают нескольких серий, общая информация о которых приведена в таблице 1, габаритные размеры изделий представлены в таблице 2.

Таблица 1

Таблица 2

Все эти конденсаторы имеют допуск ±10 % (с индексом К) и ±20 % (с индексом M).

Конденсаторы серии TS выпускаются в корпусах четырех типоразмеров: А, B2, С и D. Рабочий диапазон температур от –55 до +125 °С. На рис. 1 приведено два возможных способа маркировки конденсаторов серии TS. Значение емкости обозначено в пикофарадах, а последняя цифра обозначает показатель степени для множителя 10, на который необходимо умножить значение емкости. Например, обозначение 684 соответствует емкости 0,68 мкФ, то есть 68х10⁴ пФ = 680 нФ = 0,68 мкФ. Такая система обозначения номинала применяется и для конденсаторов других серий и типов.

Конденсаторы серии TL имеют пять типоразмеров корпусов: А, B2, С, D, Е. Рабочий диапазон температур от –55 до +125 °С. Система маркировки аналогична приведенной выше для конденсаторов серии TS.

Конденсаторы серии TP выпускаются в корпусах всего лишь одного типоразмера P, что соответствует типоразмерам керамического чип-конденсатора 0805 и делает возможным использование этих конденсаторов вместо многослойных чип-конденсаторов высокой емкости для цепей постоянного напряжения. Рабочий диапазон температур составляет от –85 до +125 °С. Пример маркировки показан на рис. 2.

Из-за малого размера корпуса емкость и рабочее напряжение маркируются буквами (табл. 3).

Таблица 3

Конденсаторы серии TE представлены в корпусах четырех типоразмеров: А, B2, С и D. Эквивалентное последовательное сопротивление потерь (ESR) тестируется на заводе-изготовителе для конденсаторов всех типоразмеров этой серии. Его предельное значение зависит от величины емкости и рабочего напряжения конденсатора и может составлять от 100 Ом для конденсаторов максимальной емкости (220 мкФ) до 600 Ом для конденсаторов наименьшей емкости (4,7 мкФ). Значение емкости и рабочего напряжения маркируются на корпусе буквенно-цифровым кодом, как и для конденсаторов серий TS, TL. Дополнительно на него наносится знак о прохождении ESR-контроля (рис. 3).

Конденсаторы серии TU выпускаются в низкопрофильных корпусах трех типоразмеров: UА, UB и UС на рабочие напряжения от 2,5 до 35 В. Они предназначены для работы в цепях постоянного тока и обладают повышенной надежностью. Принцип их маркировки аналогичен маркировке конденсаторов серий TS, TL.

Конденсаторы серии TН имеют четыре типоразмера корпусов: А, B2, С и D. Рабочий диапазон температур составляет от –85 до +125 °С. Принцип их маркировки аналогичен маркировке конденсаторов серий TS, TL, TE.

Конденсаторы серий TB и TD предназначены для монтажа в отверстие. Они выпускаются пятнадцати типоразмеров (табл. 3, рис. 4).

Таблица 4

Внешний вид и принцип маркировки значений емкости и рабочего напряжения на корпусе показаны на рис. 5.

Особенности применения танталовых конденсаторов

При практическом применении танталовых конденсаторов следует учитывать электрические характеристики условий работы, технологию монтажа на печатную плату, механические вибрационные и ударные воздействия в процессе эксплуатации.

Для обеспечения надежной работы необходимо, чтобы перенапряжения на конденсаторе не превышали более чем на 50 % значения допустимого рабочего напряжения, а для схем с низким импедансом — 30 % (сглаживающие фильтры выпрямителей, емкости фильтра в цепях питания микросхем). Если в цепи заряда-разряда с высокими мгновенными значениями тока последовательно с конденсатором включен защитный токоограничительный резистор, величина тока не должна превышать 300 мА, а перенапряжение на конденсаторе — 33 % допустимого рабочего напряжения. При превышении рабочей температуры 85 °С не допускаются перенапряжения более чем на 30 % выше рабочего напряжения, в отличие от 50 % при нормальной температуре.

Допустимые значения тока пульсаций через конденсатор зависят от температуры, частоты и ESR:

где PMAX — допустимые потери мощности (табл. 4); ESR — эквивалентное последовательное сопротивление потерь.

В технических данных на конденсаторы приводится значение ESR для частоты 120 Гц. При других ее значениях приводимую величину ESR следует умножить на коэффициент (табл. 5).

Таблица 5

Не следует допускать, чтобы пиковые значения напряжения постоянного тока или пульсаций напряжения переменного тока превышали допустимое рабочее напряжение конденсатора, а также не следует допускать приложения к конденсатору напряжения обратной полярности. При повышении рабочей температуры допустимое напряжение пульсаций не должно превышать: при температуре 50 °С — 0,7 от напряжения пульсаций при температуре 25 °С, а при температуре 85 °С — 0,5 от его значения.

Поскольку танталовые электролитические конденсаторы являются полярными, запрещается их использование в цепях переменного тока. Кроме того, они обладают свойством выпрямителя: если к такому конденсатору приложить напряжение обратной полярности, произойдет короткое замыкание цепи. Если же цепь, в составе которой используется танталовый конденсатор, имеет высокий импеданс, короткого замыкания может и не произойти, но конденсатор все равно будет выведен из строя.

Если все-таки предполагается кратковременное приложение к нему обратного напряжения, то оно не должно превышать 10 % + 1 В от значения рабочего напряжения при температуре 25 °С. При температуре 85 °С эта величина еще меньше — 5 % + 0,5 В, и значение импеданса источника питания не должно быть менее 33 Ом.

Танталовые конденсаторы при правильных условиях эксплуатации достаточно надежны (табл. 6). При эксплуатации в жестких условиях работы (повышенные температура, влажность, приложенные напряжения и т. д.) их надежность снижается.

Таблица 6

При монтаже танталовых конденсаторов на печатную плату давление на них не должно превышать 500 g. Флюс следует подбирать с минимальным содержанием хлора. После пайки обязательно следует удалить его остатки. При пайке температура корпуса конденсатора не должна превышать 260 °С, а время пайки — 10 с для корпусов типоразмеров P, A, B2, B и 5 с — для корпусов типоразмеров C, D, E. Температура предварительного нагрева должна быть в пределах 130–160 °С. Выпаянные конденсаторы использовать повторно нельзя.

Для очистки платы не рекомендуется использовать высокоактивные смывки. При очистке температура платы не должна превышать 50 °С, а время этой операции — 30 мин. Если используется метод ультразвуковой очистки, она должна производиться при частоте генератора 48 кГц, плотности мощности 0,02 Вт/см³, температуре 40 °С и времени не более 5 мин.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Компания PARTSNIC выпускает и обычные алюминиевые электролитические конденсаторы серий CS для поверхностного монтажа, а также RSM — для монтажа в отверстие.

Конденсаторы серии CS (аналоги изделий, выпускаемых компаниями Philips и Panasonic) имеют время наработки на отказ при температуре 85 °С не менее 2000 ч, а рабочий диапазон температур составляет от –40 до +85 °С. Диапазон емкостей составляет 0,1…220 мкФ при допуске ±20 %, диапазон напряжений — 4–50 В. Конденсаторы выпускаются в малогабаритных цилиндрических корпусах двух типоразмеров (табл. 7). На торцевую часть корпуса наносится маркировка: первый ряд — емкость в микрофарадах, второй ряд — рабочее напряжение в вольтах, третий — номер партии.

Таблица 7

Закрашенная часть торца корпуса указывает на вывод отрицательной полярности.

Конденсаторы серии RSM имеют время наработки на отказ при температуре 85 °С не менее 1000 ч. Рабочий диапазон температур составляет от –40 до +85 °С. Диапазон емкостей составляет 0,1–100 мкФ при допуске ±20 %. Конденсаторы выпускаются на рабочие напряжения 6,3–50 В. Конструкция корпуса цилиндрическая — диаметром 4; 5; 6,3 мм и высотой 7 мм. Маркировка наносится на боковую часть корпуса.

Особенности применения алюминиевых электролитических конденсаторов

При эксплуатации напряжение на конденсаторах не должно превышать рабочих значений. Поскольку они представляют собой полярные элементы, переполюсовка напряжения недопустима, как не допустимо их использование в цепях переменного тока. Следует остерегаться высоких значений тока пульсаций через конденсатор, т. к. это может привести к его перегреву и выходу из строя. Если конденсатор до установки хранился более двух лет, до его использования рекомендуется провести тренировку: выдержать его в течение 30 мин под рабочим напряжением при комнатной температуре.

При увеличении рабочей температуры увеличивается ток утечки конденсатора и тангенс угла диэлектрических потерь. Чем меньше эта температура, тем дольше служит конденсатор.

При увеличении частоты импульсного напряжения его емкость снижается. Следует учесть, что корпус конденсатора не изолирован от вывода катода — они электрически соединены между собой посредствомэлектролита. При пайке температура корпуса конденсатора не должна превышать 260 °С, а время пайки — 10 с. Применение хлоридов в составе смывки недопустимо. Даже их малейшее попадание внутрь корпуса в результате диффузии вызывает сильную коррозию. Наиболее целесообразно применять смывки на основегалогенов.

При последовательном соединении конденсаторов с различной емкостью напряжение на них распределяется пропорционально отношению емкостей.

Металлопленочные конденсаторы

Компания PARTSNIC выпускает металлопленочные конденсаторы двух серий: BGD — на основе металлизированной пленки из полиэстера и BLO — на основе металлизированной пленки из полипропилена.

Конденсаторы серии BGD обладают свойством самовосстановления, высокой надежностью и очень низкими значениями собственной индуктивности, обусловленной, прежде всего, индуктивностью выводов. Благодаря применению пластмассового корпуса с эпоксидной заливкой они обладают высоким тепловым сопротивлением, превосходной влаго- и виброустойчивостью.

Конденсаторы BGD отличаются превосходными электрическими характеристиками, высокими значениями рабочих частот, высоким сопротивлением изоляции. Их применяют в качестве конденсаторов развязки, в согласующих цепях, фильтрах и т. п. на частотах вплоть до диапазона VHF. Общие характеристики конденсаторов серии BGD:

• значение емкости — 0,001–10 мкФ;
• допуск: J (±5 %), K (±10 %), M (±20 %);
• рабочее напряжение 63–630 В;
• диапазон рабочих температур: от –40 до +100 °С.

Конденсаторы выпускаются в прямоугольных корпусах с проволочными выводами длиной 22 мм. На корпус наносится кодовая маркировка, соответствующая определенному значению емкости и рабочего напряжения.

Конденсаторы серии BLO обладают точно такими же достоинствами, как и конденсаторы серии BGD, но в отличие от них применяются в цепях переменного тока и выпускаются на два рабочих напряжения — 125 или 250 В переменного тока. Общие характеристики конденсаторов серии BLO:

• значение емкости — 0,01–0,47 мкФ;
• допуск: K (±10 %), M (±20 %);
• рабочее напряжение 125/250 В;
• диапазон рабочих температур: от –40 до +85 °С.

Область применения конденсаторов BLO — сетевые фильтры напряжения, проходные конденсаторы в блоках питания компьютеров, телевизионной и видеотехники.

Очевидно, что производимые компанией PARTSNIC конденсаторы по своему назначению принадлежат к наиболее массовым группам конденсаторов, применяемым при производстве радиоэлектронной аппаратуры различного назначения. А от подобной продукции других производителей конденсаторы PARTSNIC выгодно отличаются по соотношению «цена — качество».

Евгений Беседин

Статьи по: ARM PIC AVR MSP430, DSP, RF компоненты, Преобразование и коммутация речевых сигналов, Аналоговая техника, ADC, DAC, PLD, FPGA, MOSFET, IGBT, Дискретные полупрoводниковые приборы. Sensor, Проектирование и технология, LCD, LCM, LED. Оптоэлектроника и ВОЛС, Дистрибуция электронных компонентов, Оборудование и измерительная техника, Пассивные элементы и коммутационные устройства, Системы идентификации и защиты информации, Корпуса, Печатные платы