21. yüzyılda elektrolitik kondansatörlere ne oldu?


68

Bazen onlarca yıllık kapasitörlerin (SSCB'de yapılanlar gibi) hala çalıştığını görebiliriz. Daha büyük ve daha ağırdır , ancak dayanıklıdır ve kurutucu değildir. Modern alüminyum kapasitörler , eğer şanslıysanız kuru kalır ve sessizce arızalanır ve yaklaşık 11 yıl boyunca hizmet eder. Kapasitörlerin 3-4 yıllık bir hizmetten sonra başarısız olduğu ve mutlaka düşük kaliteli cihazların olmadığı (2000'de remember 240 USD değerinde E-TECH ICE-200 kablo modemdir) 2000'lerin başında olduğunu hatırlıyorum. Arızalı elektrolitik kapasitörler nedeniyle yapılan bir onarım, 1980'lerde karakteristik olmayan bir şey haline geldi.

Bu 1990'lardaki bozulma ucuz seri üretime bağlı mıydı? Ya da minyatürleştirme ile ilgili zayıf test edilmiş teknolojiler mi? Veya birçok üretici umursamadı mı?

Trendin şimdi tersine dönüştüğü ve son kapasitörlerin 1994-2002 yıllarından biraz daha iyi olduğu görülüyor. Uzmanlar bunu onaylayabilir mi?


1
Sadece vahşi bir tahmin, bu yüzden bir cevap değil. Üretimin daha iyi kontrol edilip edilmediğini merak ediyorum, hizmet ve aşırı yüklenme arasındaki marjlar çok azaldı ve sonuçta çok fazla azaldı. Bu ve ucuz seri üretim.
Neil_UK

4
(1) Ne oldu, sordun mu? Maliyet optimizasyonu, cevap veriyorum. (2) SSCB'den günümüze kalan eski şeyler çoğu kez belirleyicidir. Aynı şekilde, XXI. Yüzyıl batı mili-specitesi de onlarca yıl sürecek.
Nick Alexeev

6
Bunu hatırlıyorum, bazı yabancı üreticilerin kötü üretilmiş parçaları nedeniyle oldu. Buna kapasitör salgısı dediler . "Bulging kapasitörler" "sabit disk arızası" ve "soğutucu toz birikmesi" yanında, bir bilgisayar, bir reformasyon sonra süper yavaş kontrol edilecek ortak şeylerin listesine eklendi
Danny Pflughoeft - BlueRaja

Yanıtlar:


72

Özellikle bazı büyük Tayvanlı üreticiler tarafından tehlikeli bir elektrolitle çok sayıda kondansatör yapıldığı bir süre vardı. Kondansatörler, yeni olduklarında çok çeşitli testlerde TAMAM görünüyordu, ancak iyi yaşlanmadılar. Kapasitörlerin başarısız olması ve yüksek başarısızlık oranının bilinmesi birkaç yıl sürdüğü için, insanlar bir sorun yaşanmadan önce birçoğu üretilip üretildi. Daha sonra eşyaların dolaşıma girmesi birkaç yıl aldı.

Tam olarak neden bu üreticilerin elektrolit problemleri olduğu tamamen açık değil. Japonya'da geliştirilen ve çok iyi çalışan yeni su bazlı elektrolitler kullanıyorlardı. Muhtemelen daha ucuz üreticiler, Japon araştırmalarını yeniden üretirken (veya sökerken) bir şeyleri kaçırdılar veya bazı köşeleri kestiler.

Etkilenen kapasitör tipi ucuz, büyük kapasitans, düşük ESR kapasitörleridir. Bunlar çok sayıda tüketici cihazında ortaya çıkan türden bir şeydi, bu yüzden sorun daha geniş toplumda tanındı. Ayrıca, bu kondansatörlerin arıza modu yırtılma ve hava tahliyesiydi, bu nedenle anakartların çalışmayı durdurduğunda hangi bileşenin hatalı olduğunu görmesi için elektroniği bilmeyen insanlar için bile kolaydı.

Wikipedia hakkında bir makale var: Capacitor Plague




3
@rdtsc: ev sahibi şimdi devre dışı bırakıldı - büyük olasılıkla, eğik çizgi etkisi?
Incnis Mrsi,

1
@IncnisMrsi: bu soru sadece yazarken 3728 kez izlendi, bu yüzden o site bir çok kişinin yükü altına girdiyse bu bağlantıyı takip edenlerin çoğu, bu zamanın en zayıf başarılı DDoS'leri olabilir ;-)
Steve Jessop

3
@ SteveJessop evet, ama "index.php" yi görünce buna inanabilirim.
Segfault

32

Endüstriyel casusluk yanlış gitti. Gerçeklikten yıllar sonra doğrulandı.

Neredeyse baştan beri şüphelenildi. ( Orijinal web üzerinden gönderildiğinden beri, Wayback Machine’in izniyle yazılmıştır .)

Temel hikaye: Guy, Japon kondansatör üreticisi Rubycon'dan ayrıldı ve Çin'deki bir şirkette çalışmaya başladı, onunla yüksek performanslı alüminyum elektrolitik kondansatörler için elektrolit formülünün bir kopyasını aldı.

Daha sonra, Çinli personelinin bir kısmı ayrılır ve Tayvan'daki bir kapasitör üreticisi için çalışmaya başlar. Ayrıca Rubycon formülünün bir kopyasını da aldılar, ancak yol boyunca bir yere koydular.

Bu yüzden, Tayvan'daki üretici Rubycon'un formülü kullanılarak üretilen değerli, yüksek kaliteli kapaklar olduğunu düşündüğü şeyi oluşturuyor. Onları iyi bir fiyata satıyor, ancak Rubycon'dan daha ucuz ve aynı kaliteyi vaat ediyor.

Şirketlerin birçoğu bu kapakları satın alıp takıyor, ardından işler sürüşte başarısız oluyor.


Bu 30 dakika önce size söylenen şeyi kapsıyor mu? nispeten modern (veba sonrası) yüksek gerilim kapasitörleri.
Incnis Mrsi

Monitörden 2005'ten bahsediyorsunuz. Bağlantılı makalelerde belirtilen tarihe (2002) tam olarak uyuyor.
JRE,

1
Veba sonrası (ki öyle görünmüyor gibi) olsa bile, etrafta daha yeni cihazlara girebilecek saçma şeyler stokları olacaktı.
JRE,

16
Ben üzgünüm. Kristal ucube topum tamir için çıktı ve detayları belirlemek için fikrinizi okuyamadım. Olası bir neden önerdim, sahip olmadığım bilgiler ışığında yanlıştı. Yardım etmeye çalıştığım için özür dilerim.
JRE,

11
Aslında, hikaye WORSE bile. "Yeni" elektrolit formülünün kötü olduğu keşfedildikten sonra, mevcut stokları atılmadı ... piyasaya sürülmeye başlandı ve Çin'deki alttan besleme üreticileri tarafından satın almaya devam etti. "iyi" elektrolit ile karşılaştırıldığında çok ucuzdu. Bu, saygın CHINESE şirketlerinin artık Çin yapımı kondansatörler satın almamalarının ana nedeni. Her yeni kondansatör grubunu test etmek ve kalifiye olmak için sadece Japon kapasitörleri satın almaktan ve sahte olmadıklarını ummaktan dürüst üreticilere daha pahalıya mal oluyor.
Bitbang3r

20

70'lerde, MTBF için Mil-Std-HDBK217 hesaplamaları, ESR devresine ters bir hızlanma faktörü içeriyordu. Bu, Arhennius'un bölgesel bozulmanın etkilerini takip eden dalgalanma akımları ve termal yükselişi ima etti. Dışarı gazlanma, şişkin kapaklı erken bir uyarıdır.

Ayrıca hatırlatmak gerekirse, malzeme maliyeti basınçları düşük maliyet ve düşük ESR parçaları talep ettiğinden SMPS gelişimi yükselişe geçti. Bu, yüksek verimli dönüştürücüler elde etmek için ESR devresinin doğal arıza kiplerini yok saymayı gerektirir.

Bu nedenle, daha fazla SMPS kapak arızası görme eğilimi, kısmen, kendi kendine ısınmanın ardından, ESR ve doğal termal kaçak üzerindeki yaşlanma etkilerini göz ardı eden tasarımcılardan kaynaklanmaktadır.

Doğru, yeni teknoloji elektrolitiği, folyodaki ESR'yi düşürmek için iletken yüzey kaplamasının yanı sıra iyileşmiştir. Tantalum'da Rusya gibi yerlerden artan maliyetler şirketleri alüminyum elektrolitiklerine geçmeye zorladı.

Kök sebebi şuysa, MTBF'yi bir vaka üzerinde değerlendirmelisiniz:

  • Kötü tasarım
  • Kötü parçalar
  • kötü işlem (asidik kalıntı ile temiz veya Aqua temiz akı veya yeniden akıtma profilinde aşırı termal ani vb. yoktur).

Bir üst düzey modem, MTBF doğrulaması ile birlikte kaliteli ve kaliteli parçaları kullanıp kullanmadıklarını doğrulamaz ve kurum içi güvenilir olabilir.

Genellikle en iyi kapasitör MTBF, uzun ömürlü parçalar için gereken QA güvenilirliği ve proses kontrol doğrulama titizliği nedeniyle Japonya, Tayvan ve Çin'deki şirketlerden uzak bir 3. gelir. Malzeme kirliliği kapak imalatında önemli bir nedendir.

**** Aluminyum Elektrolitik'teki en büyük gelişme, T / ESR x C şarj / deşarj zaman sabiti, bazı durumlarda düşük ESR derecesinde tantalum ile aynı veya daha iyi bir şekilde azalmıştır. Bunu bir dahaki sefere hesaplamanız gerekir, düşük ESR olması gereken bir başlık seçmeniz ve büyük bir köprü başlığı değeri için 1 @ 10x değeriyle 10 parçayı karşılaştırmanız gerekir. Daha küçükse, daha düşük ESR ve daha yüksek SRF veya aynı boyuttaki voltaj ve ailede aynı T sabitinde bulunma şansınız olur.
Ultra düşük ESR Kapakları. şu anda <1 ~ 20us, genel amaç 100us> 1ms. ****


8
Çin elektroliti, Çinlileri bile korkutuyor. Son anakartım Çin'de yapıldı, ancak elektrolitiklerin tümü Japonya'da yapıldı.
Robert Endl,

5

Başlıca sebepler şunlardı:

  • 1999-2002 kapasitör salgını - çalınan bir Rubycon Inc.'in elektrolit formülünü yeniden oluşturma girişimi, bu kötüleşti.
  • Aksi takdirde elektrolit bileşiminin değiştirilmesi; fazla H 2 O daha aşındırıcı hale (düşük ESR elde etmek için yararlı).
  • Gittikçe daha fazla elektronik üretimi nedeniyle maliyet optimizasyonu.
  • Tasarım, proses veya düşük kaliteli malzemelerde hatalar; Kötü kalite kontrolü.

4

Bir neden, kapasitörlerin etrafındaki devre ile ilgili olabilir, kapasitörlerin kendilerini değil. 1980'lere kadar, çoğu güç kaynağı, diyot köprüsünden sonra büyük bir filtre kondansatörü ve sadece bir alışveriş merkezi ile daha fazla kapasitör kullanan bir doğrusal post-regülatör kullanarak, şebeke frekansında (50 veya 60 Hz) çalışıyordu. AC bileşeni Kapasitörlerin içindeki RMS akımının neden olduğu fazla sorun yoktur ve (çok) düşük ESR büyük bir endişe kaynağı değildi çünkü yüksek bir iç direnç olmasına rağmen, kapasitörler kendi başlarına fazla ısınmazlardı.

Daha sonra, anahtar modu güç kaynakları (ve yük noktası azaltma dönüştürücüler dahil olmak üzere post-regülatörler) gittikçe daha popüler hale geldi ve kullandıkları kondansatörlere çok daha büyük bir RMS akımı verdiler. Bu nedenle, doğru kapasitör seçimi gittikçe daha önemli hale geldi ve akıllıca tasarım kararları daha önemli oldu. Ayrıca, minyatürleştirme ile, daha fazla bileşen daha küçük mahfazalara dayanır ve ısı dağılımını daha kritik hale getirir. Cihazınızı ne kadar küçük yaparsanız, sıcak bileşenleri ısıya duyarlı kapasitörlerden ayırmak zorlaşır. Küçük bir (5 mm çap) 10 µF / 16 V kapasitör, büyük bir ısı emicinin yanında 2000 h / 105 ° C'de derecelendirilmiş mi? Kötü bir fikir. Anahtarlama güç kaynağınızın serin yerine yerleştirilmiş 5000 h / 105 ° C dereceli büyük (25 mm çap) 47 µF / 400 V kapasitör? Asla farkedilir bir sorun haline gelmeyebilir.

Ayrıca, bir süre için devreler, kapasitör teknolojisindeki gelişmelere ayak uyduramadıklarından daha fazlasını talep etmiş olabilir. Tasarımcılar, I RMS derecelendirmelerinin ve iç ısıtmanın önemini bilmiyor olabilirler . Herhangi bir parçadaki paralardan tasarruf etmek için sürekli baskı uygulayın, kapasitörlerin daha pahalı bileşenleriniz olma eğiliminde olduğunu düşünün, bunun kuruş saymaya gelince bunun odaklanma alanı oluşturduğu sonucuna varır ve iyi bir açıklamanız vardır.

Yani, adil olmak gerekirse, sadece kapaklar değil, aynı zamanda genel tasarım ve giderek daha fazla talep gerektiren devrelerde kapakların uygulanması.

Bu, ticari anahtarlama güç kaynaklarına sahip bazı cihazları yıllarca sorunsuz bir şekilde mutlu bir şekilde kullandım ve ayrıca, yüksek kaliteli makara gibi gibi şeylerde de, (70'li yılların sonlarından kalma) oldukça fazla kapasitör değiştirdim. makaralı kayıt cihazları veya test ve ölçüm cihazları).

Sonra, seramik kapasitörler yetişiyor. Yaklaşık 2005'ten önce, 1206 SMD'lik bir pakette 25 V'de 22 uF nadirdi. Bugün, elektrolitik başlık veya tantal türü yerine bunları kullanabilir ve daha fazla para harcamazsınız. Bu, genel tasarım kararlarında çok iyi kararlar vermeyi mümkün kılar: Tantal kapaklardan kaçının (çünkü akım veya voltaj yükselmelerine, hatta çok küçük olanlara karşı çok hassastır. Seçici kapaklar yalnızca büyük kapasitansa ihtiyaç duyduğunuzda ve büyük seçim yapabiliyorsanız kullanın. genellikle daha uzun ömürlü olan kutular ... Her şey için iyi seramik kapaklar alın.


1980'den (üretim yılı) uzun zaman sonra dünyanın bazı bölgelerinde (örneğin, SSCB) doğrusal güç kaynakları yaygındı.
Incnis Mrsi

Bu arada, neden bir SMPS'nin kapasitörlere çok daha büyük bir RMS akımı verdiğini düşünüyorsunuz? LPS'den bir miktar fark olabilir, ancak IMHO iki katı bile değil.
Incnis Mrsi

2

Kondansatörler, yaşlanma nedeniyle arıza modlarında çılgınca değişiklik gösterir ve aslında eski tasarımların her zaman daha iyi olduğu doğru değildir.

Vintage ekipmanı tamir eden millet, neredeyse her zaman belirli kapasitörleri bile test etmeden değiştirecek ve emin olmak için diğerlerini test ettiklerinden emin olacaktır.

Örneğin, eski balmumu dikdörtgenleri, eski bir amplifikatörü açarken oldukça fazla toksik depolama alanıdır. Şartnamelerin dışında iyi yaşlanmış olacaklar. Aynı cihaz, onlarca yıldan beri değişen güç kaynağını veya yüksek voltaj sinyalini ya da dekuplaj kapaklarını, yeni olduklarında bile anma özelliklerinin ötesine taşıyacak olan belli şebeke voltaj kalitesini kabul etmedi.

Ancak, diğerleri belirttiği gibi, bu karmaşık bir şey. Endüstri genelinde etkisi olan malzeme, imalat, piyasalar çok değişti. Genel olarak, yine de, binlerce kişi başına belirli bir fiyat noktasındaki modern kapasitörler geçmişte aynı cihazlardan çok daha iyidir.

Bunun için tek referansım, SE.EE kenar çubuğunda görüldüğü gibi Bay Carlson'un Laboratuvarı gibi YouTube kanalları!


1
Lütfen, hangi yerlerin “şebeke voltaj kalitesi” ile ilgili olduğunu dikkate alınız. Her şeyden önce, ana şebeke kalitesi, yükün ve ana şebeke tasarımının yapısına bağlı olduğu için binalar arasında farklılık gösterir. İkincisi, son on yıl boyunca Rusya'da fazla bir değişiklik görmüyor: Şebeke arzının kalitesi Moskova'da makul derecede iyi (ve hala) ve pek çok bölgede, özellikle kırsal alanlarda berbattı.
Incnis Mrsi

2
"Kondansatör veba" daki çıkıntılı kondansatörlerin tümü düşük voltajlı alüminyum elektrolitikti. "Bu, hat voltajının yakınında hiçbir yere gitmiyor" gibi düşük voltaj. Yani, güç kapakları değil.
JRE

@JRE: Şebeke redresörünün ardındaki "güç kapağı" olarak ne adlandırıyorsunuz? Ī̲ Yakın zamanda, 2005 LED monitöründe bunun yerine geçenleri değiştirmek zorunda kaldı.
Incnis Mrsi

2
Yukarıdaki cevapta elektrik kapaklarının, hat voltajının bunlara ulaşabileceği bir yer olduğu belirtilmiştir. Soruna en çok zarar verenler, CPU düzenleyicileri etrafındaki PC'lerde ve harici düzenlenmiş güç kaynaklarından mahrum olan daha küçük cihazlarda (DSL modemler gibi). "Güç Kapakları" dediğim şey değil.
JRE

2
"Şebeke kalitesi", Avrupa voltaj standartlarındaki değişikliklerin kısmi olarak hatırlanması olabilir. Şu anda 230V +/-% 10, geçmişte sadece% 16 olduğu yerlerde% 20 marj (220 V +% 10 / -% 6).
MSalters
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.