SAL elektrolytkondensator - SAL electrolytic capacitor
SAL elektrolytkondensatorer (SAL betyder solid aluminium ) är en form av kondensator utvecklad för hög kapacitans i ett litet paket, med en lång och robust livslängd. De är aluminiumelektrolytkondensatorer med anodisk oxiderad aluminiumoxid som dielektrikum och med den halvledande fasta mangandioxid som elektrolyt. De är gjorda av etsade och formade aluminiumanoder, som viks för de doppade pärltyperna eller lindas till en rulle för den axiella stilen. Den fasta mangandioxidelektrolyten bildas på denna rulle i en pyrolytisk process, liknande den för fasta tantalkondensatorer .
SAL-kondensatorer utvecklades och introducerades på marknaden på 1960-talet av Philips . Fram till den 30 december 2015 var det en enda källprodukt tillverkad av Vishay . Per den 31 december 2015 är dessa nu uttjänta och har upphört med produktionen.
Konstruktion
Grundläggande anodmaterial av solida aluminiumkondensatorer finns av högrenat aluminium med en renhet på minst 99,99%. I en elektrokemisk process etsas (grov) anodmaterialet för att öka den effektiva elektrodytan. Därefter oxideras eller bildas det uppruvade aluminiumet genom en anodisk oxidationsprocess. Därigenom ett elektriskt isolerande oxidskikt Al 2 O 3 bildas på aluminiumytan genom applicering av en elektrisk ström i rätt polaritet i ett elektrolytiskt bad.
Denna process för oxidbildning utförs i två reaktionssteg:
- 2 Al + 6 H 2 O → 2 Al (OH) 3 + 3 H 2 ↑
- 2 Al (OH) 3 → 2 AlO (OH) + 2 H 2 O → Al 2 O 3 + 3 H 2 O
Aluminiumoxidskiktet fungerar som ett dielektrikum. Efter bildning av dielektrikum viks aluminiumfolierna för den doppade stilen eller lindas för den axiella stilen och förses sedan med elektrolyt, kondensatorns katod. Elektrolyten som används i SAL -kondensatorer är en halvledare av fasta oxid, mangandioxid (MnO 2 ). Denna elektrolyt bildas genom pyrolysering av det flytande manganitratet i den fasta mangandioxid:
- Mn (NO 3 ) 2 • 6 H 2 O → MnO 2 + 2 NO 2 + 6 H 2 O
Efter pyroliseringsprocessen reformeras kondensatorcellen igen för att läka alla föroreningar eller sprickor som orsakas under pyroliseringsprocessen.
Mangandioxid är ett hårt, svart kristallint ämne. Den har en ganska bra elektrisk konduktivitet och har en utmärkt långsiktig stabilitet. I ett idealiskt fall täcker den 100% av det dielektriska skiktet och fungerar som en fast katod i den fasta elektrolytkondensatorn.
För kontaktändamål, är ett skikt av kol från en grafit dispersion ut på MnO 2 beläggning på ytan av kondensatorn cellen. På detta appliceras en metallisk ledande silver -epoxilack. Grafitskiktet förhindrar också en direkt kontakt mellan mangandioxid och silver. Direkt kontakt mellan dessa två material tvingar fram en kemisk reaktion som oxiderar silvret och reducerar mangandioxid till högresistent mangan (III) -oxid vilket resulterar i ökad ESR för kondensatorn. Detta silverskikt kan nu komma i kontakt med kondensatorns katodterminal.
Egenskaper
Solida aluminiumelektrolytkondensatorer har ingen känd inneboende slitningsmekanism. Dessutom erbjuder den fasta elektrolyten en mycket lång stabilitet av de elektriska och termiska egenskaperna. De förblir konstant under en mycket lång tid utan tidsberoende förändringar. Beroendet av impedansen och motsvarande seriemotstånd (ESR) vid lägre temperaturer är mycket lågt jämfört med icke-fasta elektrolyter. Kondensatorerna är okänsliga mot höga inkopplings- eller avstängningsströmmar och kan drivas utan ett seriemotstånd, varvid SAL-elektrolytkondensatorerna vid höga strömbelastningar har en mycket högre tillförlitlighet med avseende på tantalelektrolytkondensatorer. Dessutom har den dielektriska aluminiumoxiden i kombination med elektrolyten mangandioxid en relativt hög spänningsmotstånd mot fel polaritet.
Ansökningar
SAL -elektrolytkondensatorer används för filtrering, utjämning av koppling och avkoppling i industriell, medicinsk och fordonsutrustning. Den axiella stilen hos SAL -kondensatorer har militära och professionella applikationer upp till 200 ° C.
Fördelar och nackdelar
Jämfört med icke-fasta elektrolytkondensatorer, SAL-kondensatorer:
- är lägre ESR,
- tål högre krusningsströmmar,
- har mindre förändringar i impedans och ESR vid låga temperaturer,
- har ingen avdunstning av elektrolyten,
- har bättre livstidsgränser,
- tål högre inströmsströmmar,
- och är dyrare.
Jämfört med polymerelektrolytkondensatorer , SAL -kondensatorer:
- har en högre ESR,
- har en lägre specificerad maximal krusningsströmbelastning,
- är en enda källprodukt,
- och är dyrare.
Standardisering
Standardiseringen för alla elektriska , elektroniska komponenter och tillhörande teknik följer reglerna från International Electrotechnical Commission (IEC), en ideell , icke-statlig internationell standardorganisation . Definitionen av egenskaperna och proceduren för testmetoderna för elektrolytiska kondensatorer av aluminium för användning i elektronisk utrustning anges i den allmänna specifikationen:
- IEC 60384-1, Fasta kondensatorer för användning i elektronisk utrustning - Del 1: Generisk specifikation
De tester och krav som kondensatorer ska uppfylla för användning i elektronisk utrustning för godkännande som standardiserade typer anges i följande sektionsspecifikationer
- IEC 60384-4, fasta kondensatorer för användning i elektronisk utrustning - Del 4: Sektionsspecifikation - Elektrolytkondensatorer i aluminium med fast (MnO 2 ) och icke -fast elektrolyt
- IEC 60384-18, fasta kondensatorer för användning i elektronisk utrustning - del 18: sektionsspecifikation - fasta aluminiumelektrolytiska ytmonterade kondensatorer med fast (MnO 2 ) och icke -fast elektrolyt