Kakšna je življenjska doba in zanesljivost kondenzatorjev?

Kondenzatorji so bistveni element mnogih modelov vezij, vendar so lahko tudi drag del sistema. Zato je pri nakupu komponent za elektronsko napravo pomembno vedeti, kakšna je življenjska doba in zanesljivost različnih tipov kondenzatorjev.

Kondenzator je naprava, ki shranjuje električni naboj, sestavljen iz prevodnikov, ločenih z izolacijskim materialom, imenovanim "dielektrik". To je lahko zrak, papir, plastika, sljuda ali keramika. Dielektrik ima številne lastnosti, ki so pomembne pri načrtovanju kondenzatorja in te lastnosti vplivajo na to, koliko kapacitivnosti lahko doseže kondenzator.

Najpogostejši tip kondenzatorja je aluminijev elektrolitski kondenzator, ki je sestavljen iz dveh prevodnih aluminijastih folij, od katerih ima ena plast izolacijskega oksida, in distančnika, namočenega v prevodni tekoči elektrolit. To je zvito, nameščeno v valjasto ohišje in opremljeno z dvema priključnima čepoma ali nogama.

Ti pokrovi so polarizirani, kar pomeni, da morajo biti vse enosmerne napetosti, ki se uporabljajo prek njih, usmerjene v skladu s pozitivnimi ali negativnimi oznakami na njihovem telesu. Njihova proizvodnja je poceni in so za razliko od večine drugih vrst kondenzatorjev fizično majhni glede na kapacitivnost, ki jo zagotavljajo.

Njihova življenjska doba je običajno 15 let ali več, po tem pa jih je običajno mogoče ponovno uporabiti še dolgo časa. Pogosto bodo zaradi izhlapevanja elektrolita izgubili nekaj svoje nazivne kapacitivnosti, vendar bodo še vedno uporabni.

V zvočnem vezju se kondenzatorji najpogosteje uporabljajo za tri funkcije: spajanje enosmerne napetosti iz enega izhodnega elementa vezja na drugega; ločevanje in shranjevanje napajalnih tirnic; in frekvenčno selektivna vezja, kot so filtri in izenačevalniki. V teh aplikacijah delujejo kot zelo učinkovit 'blokator' pretoka enosmernega toka in zmanjšujejo učinek motenj, ki lahko motijo ​​kakovost zvočnega signala z vnašanjem velike količine šuma v sistem.

Delujejo tudi kot "filter", tako da zmanjšajo učinek nizkofrekvenčnih signalov in včasih izboljšajo odziv višjih frekvenc, da ojačevalnik te signale lažje reproducira. Uporabljajo se v številnih različnih vezjih in jih je mogoče najti v številnih vrstah naprav, od radijskih cevi do računalnikov in zvočne opreme.

Življenjska doba kondenzatorja je odvisna od več dejavnikov, vključno z materialom, iz katerega je izdelan, njegovo uporabo in temperaturo okolice, pri kateri je shranjen ali deluje. Nanj vplivajo tudi lokalno segrevanje, obratna polarnost enosmernega toka in tokovni sunki ter uporaba valovitih tokov v vezju.

Na splošno so elektrolitski kondenzatorji bolj dovzetni za degradacijo kot neelektrolitski, njihov ESR (notranji ekvivalentni serijski upor) pa se s staranjem povečuje. To je zato, ker so izolatorji na elektrolitih tanjši in imajo večje površine kot njihovi neelektrolitski primerki, zaradi česar so bolj nagnjeni k uhajajočemu toku.

Vendar pa lahko dobro zasnovan napajalnik podaljša življenjsko dobo elektrolitskih pokrovčkov, tako da prepreči kopičenje toplote na njih. Tukaj je dobro uporabiti napajalnik, ki ima vgrajene zaščitne funkcije za preprečevanje toplotnega uhajanja, in zamenjati vse elektrolite, ki so dosegli konec svoje življenjske dobe, ko je to potrebno.