Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
TermoPasty.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Trwałość przechowywanych kondensatorów, czyli ile element może leżeć na półce

ghost666 21 Maj 2019 12:35 3093 13
  • Kondensatory to elementy najbardziej ograniczające trwałość urządzeń elektronicznych. Podczas gdy żywotność kondensatora zależy od czynników elektrycznych oraz czynników środowiskowych, bezpieczny okres jego przechowywania zależy głównie od warunków, w jakich się go składuje. Trwałość większości kondensatorów zależy od czynników środowiskowych, takich jak wilgotność, temperatura i ciśnienie atmosferyczne. Magazynowanie kondensatorów w trudnych dla nich warunkach może znacząco wpłynąć na ich właściwości elektryczne, a nawet całkowicie je uszkodzić. Wpływ czynników środowiskowych na trwałość kondensatorów jest różny w zależności od składu chemicznego i konstrukcji danego elementu. Aluminiowe kondensatory elektrolityczne są na przykład bardzo podatne na czynniki środowiskowe, szczególnie na wysokie temperatury.

    Kondensatory zawierają materiały chemiczne, a wystawienie ich na działanie wysokich temperatur przyspiesza zachodzące w nich reakcje. W przypadku aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych szacuje się, że wzrost temperatury o 10°C może nawet podwoić ich szybkość. Stopniowe odparowywanie elektrolitu, w czasie gdy kondensatory te są wystawione na działanie wysokich temperatur, powoduje spadek pojemności i wzrost stycznej kąta strat (tan ?). Ogólnie narażanie kondensatorów na trudne warunki powoduje pogorszenie ich charakterystyki elektrycznej.

    Trwałość aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych

    Aluminiowe kondensatory elektrolityczne są najczęściej stosowane w aplikacjach, które wymagają wysokich wartości pojemności. Są one powszechnie używane do filtrowania napięcia w zasilaczach impulsowych. Żywotność takich urządzeń zależy głównie od tych kondensatorów.

    Parametry takich kondensatorów w dużym stopniu zależą od warunków środowiskowych. Parametry, które zmieniają się, gdy kondensatory te są przechowywane przez długi czas bez ładowania, to głównie równoważna rezystancja szeregowa (ESR), prąd upływu i pojemność. ESR i prąd upływowy wzrastają, a pojemność maleje. Niemniej jednak zmiany te są zazwyczaj niewielkie, jeśli kondensatory są przechowywane w temperaturze pokojowej. Dzisiejsze aluminiowe kondensatory elektrolityczne mają dłuższy okres trwałości, zwykle około 2 lat, w porównaniu do swoich poprzedników.

    W przypadku kondensatorów elektrolitycznych zmiany ESR, pojemności i prądu upływu są spowodowane głównie reakcją chemiczną pomiędzy warstwą tlenku glinu i elektrolitem. Przechowywanie tych kondensatorów w wysokich temperaturach powoduje degradację materiału uszczelniającego. Kiedy materiał ten jest osłabiony, może wystąpić nadmierne parowanie elektrolitu, co wpływa na charakterystykę elektryczną kondensatora.

    Zmiany charakterystyk aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych, gdy są przechowywane przez długi czas, mogą być spowodowane również przez wnikanie elektrolitu w folię tlenkową. Jest to główna przyczyna zmian prądu upływowego. Szybkość pogarszania się jakości warstwy tlenku glinu jest funkcją czasu oraz temperatury.

    Podczas przechowywania aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych ważne jest, aby nie wystawiać ich na działanie wilgoci. Wysoka wilgotność przyspiesza utlenianie wyprowadzeń elementu. Pogarsza to ich lutowność. Oprócz braku wilgoci konieczne jest również zapewnienie, że elementy te nie są narażone na promieniowanie ultrafioletowe, ozon, olej i promieniowanie jonizujące. Narażenie kondensatorów na te warunki powoduje, że gumowe uszczelki ulegają zniszczeniu. Osłabienie uszczelek końcowych obniża ogólną niezawodność aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych i przyspiesza parowanie elektrolitu, co m.in. zmniejsza ich pojemność.

    Ważne jest, aby znać czas przechowywania aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych przed ich użyciem w urządzeniu. Ponieważ prąd upływu wzrasta wraz ze wzrostem czasu przechowywania, kondensator, który był przechowywany przez długi czas, może mieć duży prąd upływu, a przez to nie nadawać się do każdego zastosowania - wysoki prąd wymagany do przywrócenia warstewki tlenku glinu takiego kondensatora może uszkodzić element. Ten wzrost prądu może również wpływać niekorzystnie na dany obwód elektroniczny.

    Warstwa tlenku glinu kondensatora może być regenerowana poprzez doprowadzenie napięcia do komponentu. Ten proces odbudowywania pogorszonej warstwy tlenkowej kondensatora nazywany jest reformowaniem kondensatora. Zaleca się mimo to nie używać kondensatorów, które były magazynowane przez dłuższy czas.

    Trwałość kondensatorów tantalowych

    Kondensatory tantalowe mają długi okres trwałości. Parametry elektryczne tych kondensatorów nie ulegają znaczącym zmianom, gdy są przechowywane przez dłuższy czas. W przeciwieństwie do aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych, kondensatory tantalowe mają wyższą stabilność, a ich pojemność nie pogorszają się z czasem.

    Wiele badań ujawniło, że kondensatory takie mogą być przechowywane przez długi okres czasu przy niewielkiej lub wręcz zerowej zmienności charakterystyki elektrycznej. Jednak występują niewielkie zmiana prądu upływu, gdy kondensator tantalowy jest przechowywany przez dłuższy czas w niekorzystnych warunkach.

    Przechowywanie kondensatorów tantalowych w wysokich temperaturach może spowodować znaczną zmianę tego prądu, ale normalny poziom prądu upływu jest odzyskiwany, gdy przez krótki czas przykładane jest do elementu napięcie. Małe lub żadne zmiany prądu upływu są zauważane, gdy kondensatory te są przechowywane w niskich temperaturach. Podczas przechowywania kondensatorów tantalowych zaleca się przestrzeganie instrukcji podanych przez producenta.

    Trwałość kondensatorów ceramicznych

    Okres trwałości kondensatorów ceramicznych jest w znacznym stopniu określany na podstawie warunków pakowania i przechowywania. W przeciwieństwie do aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych materiał dielektryczny wielowarstwowych kondensatorów ceramicznych (MLCC) nie wykazują wad, gdy kondensator jest przechowywany przez krótki czas. Jednak długotrwałe przechowywanie wielowarstwowych kondensatorów do montażu SMD może powodować starzenie się dielektryków (dielektryki klasy II) i problemy z lutowaniem, a także degradację opakowania, co utrudnia montaż automatyczny.

    Gdy kondensatory ceramiczne są przechowywane przez dłuższy czas, powolny proces utleniania może spowodować degradację ich wyprowadzeń. Przechowywanie kondensatora ceramicznego na otwartym powietrzu lub wystawianie go na działanie chloru lub dwutlenku siarki przyspiesza proces utleniania. Utlenianie zakończeń wpływa na lutowność kondensatorów MLCC.

    Pojemność kondensatorów ceramicznych skonstruowanych z dielektrykami klasy II, takimi jak X7R, Z5U i Y5U, zmniejsza się nieznacznie z czasem. Ten spadek pojemności, związany ze starzeniem się elementu, jest funkcją czasu i jest niezależny od warunków przechowywania. Aby odwrócić proces starzenia, dielektryk jest podgrzewany do temperatury powyżej jego punktu Curie.

    Kondensatory ceramiczne należy przechowywać w warunkach temperatury i wilgotności określonych przez producenta. Przed użyciem kondensatora należy sprawdzić zalecaną trwałość, datę odbioru i sprawdzić jakość jego wyprowadzeń.

    Podsumowanie

    W przypadku większości kondensatorów okres przechowywania zależy od warunków przechowywania. Charakterystyki elektryczne przechowywanych kondensatorów zmieniają się głównie w zależności od tych warunków, w szczególności temperatury i wilgotności.

    W przypadku niektórych kondensatorów, takich jak aluminiowe kondensatory elektrolityczne, temperatura przechowywania określa szybkość reakcji chemicznych zachodzących w elemencie - kondensatory takie, przechowywane w wysokich temperaturach tracą pojemność szybciej niż kondensatory przechowywane w niskich temperaturach.

    Narażenie kondensatorów na wilgoć i niektóre gazy przyspiesza utlenianie wyprowadzeń, co pogarsza lutowność. Przed użyciem kondensatora należy sprawdzić jego czas przydatności i jakość warunków przechowywania.

    Niektóre kondensatory wymagają ponownego formowania po tym, jak były przechowywane przez dłuższy czas bez ładowania. Aby zmaksymalizować żywotność kondensatorów, należy je przechowywać w warunkach określonych przez producenta.

    Źródło: https://passive-components.eu/get-the-lowdown-on-shelf-life-and-storage-of-capacitors/

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • TermoPasty.pl
  • #2
    Baskhaal
    Poziom 11  
    Oczywiste jest to, żę komponenty powinny być przechowywane w oryginalnym opakowaniu, zgodnie z DataSheet producenta. Ważny też jest poziom MSL kondensatorów. O ile ogromna większość to względnie bezpieczny MSL 1 to pojawiają się już MSL 2 i MSL 3. Mówimy oczywiście o komponentach wykorzystywanych w procesach produkcyjnych. Kondensatorki czy inne komponenty w obszarze warsztatu amatora mają daleko do poprawych warunków przechowywania i co za tym idzie utrzymania trwałości, parametrów pracy itd. Poniżej tabelka MSL, dowiemy się, że nawet MSL 1 oznacza do 30 stopni i 85% RH.

    Trwałość przechowywanych kondensatorów, czyli ile element może leżeć na półce
  • TermoPasty.pl
  • #3
    vodiczka
    Poziom 43  
    ghost666 napisał:
    W przypadku większości kondensatorów okres przechowywania zależy od warunków przechowywania.
    Oczywista oczywistość. :)
    Podobnie w przypadku większości ludzi, okres ich życia zależy od warunków w jakich żyją.
  • #4
    szeryf3
    Poziom 17  
    W naszych warunkach, czyli u tych osób co parają się majsterkowaniem, przechowywanie kondensatorów woła o pomstę do nieba według producenta, ale przechowywanie w zakładach produkcyjnych, gdzie produkuje się sprzęt elektroniczny jest dość dobry bo taki kondensator raczej jest magazynowany bardzo krótko.
  • #5
    austin007
    Poziom 17  
    szeryf3 napisał:
    Dzisiejsze aluminiowe kondensatory elektrolityczne mają dłuższy okres trwałości, zwykle około 2 lat, w porównaniu do swoich poprzedników.

    Ze zdania wynika ,że trwałość to 2 lata. Chyba powinno być " o około 2 lat"
    Informacje dość oczywiste, choć uporządkowane. Brakuje praktycznych informacji. Kupując elektrolity powiedzmy nowe nie wiemy czego mamy się spodziewać. O ile warunków przechowywania nie sprawdzimy, o tyle datę produkcji często tak. Przydałby się jakieś informacje praktyczne. Materiał zyskałby na użyteczności.
    Ostatnio wymieniałem zapobiegawczo kilkanaście nie najwyższych lotów kondensatorów po pierwotnej i wtórnej przetwornicy monitora Dell na Panasonic . Sprawdziłem ESR i C ale tyle. Tamte też trzymały pojemność , ale po 10 latach pracy nie ryzykowałem.
  • #6
    Baskhaal
    Poziom 11  
    Większość zakładów produkcyjnych stosuje DFT (Demand Flow Technology) czyli minimalny bufor, ciągły przepływ kompentów. Dodajmy czas, który komponent spędza u producenta/dystrybutora/w drodze. Z doświadczenia wiem, że to daje około 4-10 tygodni od zejścia z linii do zakończenia procesów lutowania w przypadku dużych zakładów. Byłem też świadkem problemów z lutowalnością różnych wyprowadzeń komponentów starszych niż pół roku ale to żaden wyznacznik tylko luźna obserwacja.
  • #7
    DJ_Opornik
    Poziom 20  
    Nie do końca jest tak że kiedyś kondensatory miały krótką żywotność. Mam zasilacz zbudowany w czasach wczesnego liceum w którym użyłem elektrolity ze starego telewizora RFT (produkcja RFN), druga połowa lat '70. Pojemność słuszna, a i upływność niewielka, mimo że mają już ponad 40 lat. Dziadowskie to były elektrolity z koreczkiem gumowym, z których się ten elektrolit wylewał, czołowym przykładem był dwusekcyjny montowany w ZK140T.
  • #8
    magnetobus
    Poziom 11  
    Mając dostęp do dobrego sprzętu pomiarowego (analizatory impedancji HP) od około 10 lat mierzę parametry kilkunastu kondensatorów elektrolitycznych w tych samych warunkach (temperatura, amplituda sygnału testowego, napięcie polaryzacji podczas pomiaru). Wszystkie to elektrolity "aluminiowe", w tym kilka z dawnego ZSRR. Żaden nie jest młodszy niż 30 lat. Wartości pojemności raczej duże (powyżej 1000 uF). W trakcie tego okresu ani jeden z nich nie uległ nieodwracalnej degradacji. Jedyny, wyraźny efekt to wzrost prądu upływnościowego wraz z czasem. Objawia się to w taki sposób, że potrzeby jest dłuższy czas przebywania pod napięciem stałym do chwili ustabilizowania parametrów (ESR, pojemność). Spadki pojemności nie są duże (średnio około 10%). Wzrost ESR podlega podobnym zmianom. Pomiędzy pomiarami kondensatory są przechowywane w niskiej wilgotności i temperaturze pokojowej. Nie wiem czy dawniejsze kondensatory były na tyle trwałe, czy ich regularna przebywanie pod napięciem powoduje, że powoli się starzeją. Faktem jest, ze w żadnym nie uległy degradacji gumowe uszczelki, pomimo, że niektóre (szczególnie dawny ZSRR) widać, że są popękane i straciły elastyczność. Nie robiłem tego typu pomiarów na nowszych podzespołach. Co najbardziej rzuca się w oczy to drastyczne zmniejszenie gabarytów przy tej samej pojemności w nowych wykonaniach. Może ta miniaturyzacja w jakiś sposób wiąże się ze spadkiem czasu życia?
  • #9
    H3nry
    Poziom 30  
    magnetobus napisał:
    Co najbardziej rzuca się w oczy to drastyczne zmniejszenie gabarytów przy tej samej pojemności w nowych wykonaniach. Może ta miniaturyzacja w jakiś sposób wiąże się ze spadkiem czasu życia?

    To celowe zabiegi napędzające sprzedaż podobnie jak trzymanie pojemności w dolnych granicach tolerancji(oszczędności).
  • #10
    vodiczka
    Poziom 43  
    magnetobus napisał:
    Może ta miniaturyzacja w jakiś sposób wiąże się ze spadkiem czasu życia?
    Wysoce prawdopodobne. Podobnie większe upakowanie akumulatorów ( większa pojemność w tej samej skrzynce) skróciło ich żywotność.
  • #11
    Baskhaal
    Poziom 11  
    H3nry napisał:
    magnetobus napisał:
    Co najbardziej rzuca się w oczy to drastyczne zmniejszenie gabarytów przy tej samej pojemności w nowych wykonaniach. Może ta miniaturyzacja w jakiś sposób wiąże się ze spadkiem czasu życia?

    To celowe zabiegi napędzające sprzedaż podobnie jak trzymanie pojemności w dolnych granicach tolerancji(oszczędności).


    Z doświadczenia wiem, że nowe pojemności ładnie kręcą się w okolicy nominału. Czas powoduje, że zaczynają zsuwać się w stronę dolnej granicy tolerancji (podgrzanie układu do np 40 stopni równo podbija mierzone pojemności :) sprawdzone) . Dotyczy to głównie kondensatorów ceramicznych SMD.
  • #12
    klamocik
    Poziom 26  
    Nic nie piszecie o kondensatorach rozruchowych do silników jednofazowych pojemności 4 do100 mikro rozebrałem kilka z ciekawości, niektóre nie miały warstwy napylanej tylko biała przeżroczysta folia, prawdopodobnie normalnie aluminium odparowuje pojemność z 40 robi się 5.
  • #13
    Janusz_kk
    Poziom 20  
    klamocik napisał:
    prawdopodobnie normalnie aluminium odparowuje pojemność z 40 robi się 5.

    Odparować nie ma za bardzo gdzie, po prostu przepala się za cienka folia od prądu pracy,
    kiedyś były grubsze to i kondesatory były wieczne, ale to już historia, sam już kilka
    kondesatorów wymieniałem w pompach, przecinarkach i tym podobnych sprzętach.
  • #14
    gajowy01
    Poziom 13  
    "Dzisiejsze aluminiowe kondensatory elektrolityczne mają dłuższy okres trwałości, zwykle około 2 lat, w porównaniu do swoich poprzedników."

    Ciekawe co dokładnie znaczy "okres trwałości" w tym kontekście.