Що таке твердотільні конденсатори? Маркування та класифікація

Якщо говорити про твердотільних конденсаторах, це той же електролітичний конденсатор, проте в ньому використовується спеціальний струмопровідний полімер або полімеризований органічний напівпровідник. У той час як в інших конденсаторах використовується звичайний рідкий електроліт.

Загальна характеристика

Як вже говорилося, відмінність між твердотільними і звичайними конденсаторами полягає у внутрішній "начинці" пристрою. Так чим же вони кращі? Перша і найсуттєвіша відмінність криється саме в тому, що в твердотільних конденсаторах використовується твердий полімерний електроліт, а не рідкий. Це виключає можливість протікання або випаровування електроліту. Другим істотним плюсом у твердотільних пристроїв стало їх послідовне еквівалентний опір, яке називають ESR. Зниження цього показника призвело до того, що стало можливим використання менш ємнісних конденсаторів, а також менших розмірів в тих же умовах. Ще одним істотним плюсом твердотілих конденсаторів стало те, що вони менш чутливі до перепадів температури. Це перевага також говорить про те, що тривалість строку служби такого об'єкта буде більше приблизно в шість разів, а значить і об'єкт, в якому він встановлений, прослужить набагато довше.

Електролітичні

В твердотільному електролітичному конденсаторі в якості діелектрика використовується тонкий шар оксиду металу. Освіта даного шару здійснюється за допомогою електрохімічного способу. Перебіг даного процесу здійснюється на обкладинці з цього ж металу. Друга обкладинка у даного конденсатора може бути представлена у вигляді рідкого або сухого електроліту. У звичайних електролітичних використовується рідкий, а в твердотільних - сухий. Для створення металевого електрода в цьому тип твердотілих конденсаторів використовується такий матеріал, як тантал або алюміній.


Варто зазначити, що до групи електролітичних належать також і танталові конденсатори.

Асиметричні

Асиметричний конденсатор з твердотілим електролітом - це відносно недавній винахід, так як раніше використовувалися інші пристрої. Першим і найпростішим конденсатором з цієї групи став Т-подібний. В цьому об'єкті пластини розташовувалися в одній площині. Подальший розвиток асиметричних конденсаторів призвело до появи дискового типу. Складався він з плоского кільця, а також розташованого усередині нього диска. Подальше вдосконалення асиметричних конденсаторів призвело до ще більшого спрощення конструкції, і були отримані пристрої з двома електродами. Один з них був представлений у вигляді тонкого дроту, а другий - тонкою пластиною або ж тонкою смужкою металу. Але варто зауважити, що використання саме цього типу конденсаторів утруднено у зв'язку з застосуванням високовольтного обладнання.

Маркування

Існує маркування твердотілих конденсаторів, яка описує їх характеристики. Наявність даної маркування допоможе зрозуміти певні властивості конденсатора:

Спираючись на маркування пристрою, можна точно визначити робоча напруга для кожного конденсатора. Також варто відзначити, що дане значення повинно перевищувати ту напругу, яка присутня в ланцюзі, що використовує цей об'єкт. Якщо не дотримати цю умову, то будуть або збої в роботі всієї ланцюга, або конденсатор просто вибухне.

1000000 пФ (пікофарад) = 1 мкФ. Дана маркування у багатьох конденсаторів однакова. Це пов'язано з тим, що практично у всіх пристроїв ємність дорівнює або ж близько до цього значення, а тому може вказуватися як в пикофарадах, так і в микрофарадах.

Здуття конденсатора

Незважаючи на те, що конденсатори цього типу досить стійкі до поломок, вони все ж не вічні, і їх доводиться міняти. Заміна твердотільного конденсатора може знадобитися в декількох випадках:

Причин поломки, тобто здуття цього пристрою, може бути досить багато, однак головною з них називають погану якість самої деталі.

До причин здуття можна також віднести википання або випаровування електроліту. Незважаючи на те, що тут використовується твердий електроліт, такі проблеми все одно не виключається повністю, і при дуже високих температурах таке все ж трапляється.

Важливо відзначити, що перегрів цього пристрою може статися із-за дії зовнішнього середовища, так і з внутрішньої. До внутрішнього впливу можна віднести невірну установку. Іншими словами, якщо переплутати полярність при монтажі цієї деталі, то при її запуску вона практично миттєво нагрівається і, швидше за все, вибухне. Крім цих причин, можливий також сильний перегрів через недотримання правил експлуатації. Це може бути неправильний вольтаж, ємність або робота в занадто високою температурною середовищі.

Як уникнути здуття і частої заміни

Почати варто з того, як же уникнути здуття твердотільного конденсатора.

Перше, що радять - це використовувати тільки якісні деталі.

Другий рада, який може допомогти уникнути таких проблем - це не давати конденсатору перегріватися. Якщо температура досягає 45 градусів або більше, то необхідно термінове охолодження, а ще краще розміщувати ці пристрої якомога далі від джерел тепла.

Так як найчастіше конденсатори здуваються в блоках живлення комп'ютера, рекомендують використовувати стабілізатори напруги, захищають мережу від різких стрибків напруги.

Якщо здуття все ж сталося, то потрібно заміна пристрою. Головне правило ремонту - це підібрати конденсатор з такою ж ємністю. Допускається відхилення даного параметра в більшу сторону, але лише трохи. Відхилення в меншу сторону неприпустимі. Ті ж правила стосуються і напруги об'єкта. Також варто додати, що при заміні електролітичних конденсаторів на твердотілі можна використовувати пристрої і з меншою ємністю. Це можливо із-за меншого ESR, про яке говорилося раніше. Але перед цим все-таки варто порадитися з фахівцем. Сам же процес заміни полягає у видаленні згорілої деталі за допомогою пайки і припаивании нового.

Ремонт

Досить часто доводиться проводити профілактичний ремонт конденсаторів. Припустимо, при розбиранні комп'ютера був знайдений підозрілий конденсатор. Його необхідно перевірити і при необхідності замінити. Для заміни потрібно паяльник потужністю від 25 до 40 ВТ. Це прилади середньої потужності. Їх використання обгрунтовано тим, що менш потужні паяльники не зможуть отпаять конденсатор, а більш потужні занадто великі, і ними незручно проводити роботи. Краще всього мати під рукою паяльник з конічною формою жала. Для здійснення ремонту старий конденсатор випоюють, але робити це необхідно дуже обережно, так як плати, в яких вони встановлені, найчастіше багатошарові - до 5 шарів. Ушкодження хоча б одного з них виведе з ладу всю плату, і ремонту вона вже не підлягає. Після випоювання старого пристрою отвори для установки пробиваються голкою, краще всього медичної, вона більш тонка. Припаивание нового об'єкта найкраще проводити, використовуючи каніфоль.

Полімерні твердотільні конденсатори

Можна сказати, що всі пристрої цього типу є полімерними, так як всередині цього пристрою використовується твердий полімер замість рідкого електроліту. Застосування твердого матеріалу в стандартних твердотільних конденсаторах дало такі переваги:

при високих частотах - низьке еквівалентний опір;

високе значення струму пульсації;

термін експлуатації конденсатора значно вище;

більш стабільна робота при високих температурних режимах.

Якщо говорити детальніше, то, наприклад, знижений ESR - це менші витрати енергії, а отже, і менший нагрів конденсатора при тих же навантаженнях. Більш висока ступінь пульсації струму забезпечує стабільну роботу всієї плати в цілому. Природно, що саме заміна рідкого електроліту на твердий і призвела до того, що термін служби значно виріс.