21 세기 전해 커패시터는 어떻게 되었습니까?

때때로 수십 년 된 커패시터 (예 : 소련에서 만든 커패시터 )가 여전히 작동하는 것을 볼 수 있습니다. 그들은 더 크고 무겁지만 내구성이 있고 건조하지 않습니다. 현대 알루미늄 커패시터 는 약 11 년 동안 사용되며 운이 좋으면 건조하고 조용히 고장납니다. 3 ~ 4 년의 서비스 후에 커패시터가 고장난 2000 년대 초의 장치를 기억하고 저급 장치는 아닙니다 (2000 년의 E-TECH ICE-200 케이블 모뎀은 ~ 240 USD). 전해 커패시터의 고장으로 인한 수리는 1980 년대에는 일반적이지 않은 흔한 일이되었습니다.

값싼 대량 생산으로 인해 1990 년대의 성능이 저하 되었습니까? 또는 소형화와 관련하여 잘 테스트되지 않은 기술로 인해? 아니면 많은 제조업체가 신경 쓰지 않았습니까?

추세는 이제 역전 된 것으로 보이며, 최근의 커패시터는 1994-2002의 커패시터보다 약간 낫습니다. 전문가가 확인할 수 있습니까?

특히 대만의 일부 대형 제조업체가 애매한 전해질로 커패시터를 많이 만드는 기간이있었습니다. 커패시터는 새로운 테스트를 할 때 다양한 테스트에서 문제없이 보였지만 노화가되지 않았습니다. 커패시터가 고장 나고 높은 고장률이 알려지기까지 몇 년이 걸렸기 때문에 사람들이 문제가 있음을 깨닫기 전에 엄청난 양의 커패시터가 생산되어 내장되었습니다. 그런 다음 물건이 유통되는 데 몇 년이 더 걸렸습니다.

왜 이러한 제조업체들이 전해질 문제를 겪고 있는지 정확히 알 수 없습니다. 그들은 일본에서 개발되어 잘 작동 한 새로운 수성 전해질을 사용하고있었습니다. 아마도 더 싼 제조업체는 일본 연구를 재생 (또는 리핑)하는 동안 무언가를 놓치거나 일부 모서리를 잘라 냈을 것입니다.

영향을받는 커패시터의 유형은 저렴하고 큰 정전 용량, 낮은 ESR 커패시터였습니다. 이것들은 수많은 소비자 장치에 나타나는 종류의 문제이므로 더 넓은 지역 사회에서 문제가 알려졌습니다. 또한,이 커패시터의 고장 모드는 파열되어 환기가되므로 전자 제품에 익숙하지 않은 사람들도 마더 보드 작동이 중지되었을 때 어떤 구성 요소에 결함이 있는지 쉽게 알 수있었습니다.

Wikipedia에 관한 기사가 있습니다 : Capacitor Plague

산업 스파이 활동이 잘못되었습니다. 사실 이후 몇 년 동안 확인되었습니다.

그것은 거의 처음부터 의심되었지만. ( 원본이 웹에서 사라졌기 때문에 Wayback Machine 의 기사 제공 )

기본 이야기 : Guy는 일본 커패시터 제조업체 인 Rubycon을 떠나 중국의 한 회사에서 고성능 알루미늄 전해 커패시터 용 전해액의 사본을 가져갑니다.

나중에 중국인 직원 중 한 명이 대만의 커패시터 제조업체를 떠나 출근합니다. 그들은 또한 루비콘 공식의 사본을 가져 갔지만 그 과정에서 어딘가에 엉망이되었습니다.

따라서 대만의 제조업체는 Rubycon의 공식을 사용하여 제조 된 귀중한 고품질 캡을 제작합니다. 그는 좋은 가격으로 판매하지만 Rubycon보다 저렴하며 동일한 품질을 약속합니다.

많은 회사들이 이러한 캡을 사고 설치하면 문제가 발생하기 시작합니다.

70 년대 MTBF에 대한 Mil-Std-HDBK217 계산에는 회로 ESR에 반비례 한 가속 계수가 포함되었습니다. 이것은 국부적 인 열화의 Arhennius 영향을 따르는 서지 전류 및 열 상승을 암시한다. 가스 배출은 뚜껑이 부풀어 오르는 주요 조기 경고입니다.

또한 재료비의 압력으로 인해 더 낮은 비용과 더 낮은 ESR 부품이 요구됨에 따라 SMPS 개발이 증가하고 있음을 상기하십시오. 이는 고효율 컨버터를 얻기 위해 회로 ESR의 자연 고장 모드를 무시하는 것을 의미합니다.

더 많은 SMPS 캡 고장 경향은 부분적으로 설계자가 ESR에 대한 노화 효과와 자체 가열에 따른 고유 한 열 폭주를 무시하기 때문입니다.

실제로, 신기술 전해와 호일의 ESR을 낮추기 위해 도체 표면 마감이 개선되었습니다. 러시아와 같은 곳에서 탄탈륨 비용이 상승하면 기업은 알루미늄 전해액으로 전환해야했습니다.

근본 원인이 다음과 같은 경우 사례별로 MTBF를 평가해야합니다.

• 나쁜 디자인,
• 나쁜 부분,
• 불량 공정 (산성 잔류 물이 포함 된 세척 또는 아쿠아 세척 플럭스 없음, 또는 리플 로우 프로파일에서 과도한 열 스파이크 등).

고급 모뎀은 자체적으로 MTBF 검증을 통해 고품질의 인증 된 부품을 사용했는지 여부를 검증하지 않으며 공급 업체를 신뢰했을 수도 있습니다.

일반적으로 최고의 커패시터 MTBF는 긴 수명 부품에 필요한 QA 신뢰성 및 공정 제어 검증 실사로 인해 일본, 대만 및 중국의 회사에서 3 위에 있습니다. 재료 오염은 캡 제작의 주요 원인입니다.

**** Aluminium Electrolytic 's의 가장 큰 개선은 충전 / 방전 시간 상수 T = ESR x C가 낮은 ESR 등급의 탄탈륨과 같거나 더 우수 해졌다는 것입니다. 다음에 ESR이 낮아야하는 캡을 선택하고 10 개의 부품을 1 @ 10x의 큰 브리지 캡 값과 비교해야합니다. 더 작은 경우, 더 낮은 ESR 및 더 높은 SRF를 얻거나 동일한 크기의 전압 및 제품군에있을 때 동일한 상수 T.
초저 ESR 캡일 가능성이 있습니다. 현재는 <1 ~ 20us 인 반면 범용은 100us에서> 1ms입니다. ****

주요 이유는 다음과 같습니다.

• 1999-2002 년의 축전기 역병 – 도난당한 Rubycon Inc.의 전해질 공식을 재현하려는 시도로, 그 결과는 나빴습니다.
• 그렇지 않으면 전해질의 조성 변경; 더 많은 H ₂ O (더 낮은 ESR을 얻는 데 유용함)는 더 부식성이 있습니다.
• 전자 제품의 대량 생산으로 인한 비용 최적화.
• 설계, 공정 또는 품질이 낮은 재료의 오류; 나쁜 품질 관리.

한 가지 이유는 커패시터 자체가 아니라 커패시터 주변의 회로와 관련이있을 수 있습니다. 1980 년경까지 대부분의 전원 공급 장치는 다이오드 브리지 이후에 큰 필터 커패시터를 사용하여 주 주파수 (50 또는 60Hz)로 작동했으며 대부분 몰에서 DC로 더 많은 커패시터를 사용하는 선형 포스트 레귤레이터 AC 구성 요소. 커패시터 내부의 RMS 전류로 인한 문제는 크지 않으며 내부 저항이 매우 높더라도 커패시터 자체만으로는 가열되지 않기 때문에 (매우) 낮은 ESR은 큰 문제가되지 않았습니다.

나중에 스위치 모드 전원 공급 장치 (및 지점 부하 강압 컨버터를 포함한 포스트 레귤레이터)가 점점 더 대중화되었으며 사용하는 커패시터에 훨씬 더 큰 RMS 전류를 공급했습니다. 따라서 커패시터의 올바른 선택이 점점 더 중요해졌으며 현명한 설계 결정이 더 중요했습니다. 또한 소형화를 통해 더 많은 구성 요소가 더 작은 인클로저에 배치되므로 열 방출이 더 중요합니다. 장치를 작게 만들수록 열에 민감한 커패시터에서 뜨거운 구성 요소를 분리하기가 더 어려워집니다. 큰 방열판 옆에 2000h / 105 ° C 정격의 작은 (5mm 직경) 10µF / 16V 커패시터가 있습니까? 나쁜 생각. 스위칭 전원 공급 장치의 서늘한 곳에 5000h / 105 ° C 정격의 큰 (25mm 직경) 47µF / 400V 커패시터가 있습니까? 눈에 띄는 문제가 될 수 없습니다.

또한, 한동안 회로는 커패시터 기술의 발전이 견딜 수있는 것 이상을 요구했을 수 있습니다. 설계자는 I _RMS 등급과 내부 난방 의 중요성을 인식하지 못했을 수 있습니다 . 일정한 압력을 가하여 구성 요소의 페니를 줄이십시오. 콘덴서가 더 비싼 구성 요소 인 경향이 있다는 사실을 고려하여 페니 계산과 관련하여 캡이 초점 영역이된다고 결론을 내립니다.

공정하게 말하면 캡뿐만 아니라 점점 더 까다로운 회로의 전체 설계 및 캡 적용이기도합니다.

즉, 몇 년 동안 상업용 스위칭 전원 공급 장치가있는 일부 장치를 문제없이 행복하게 사용했으며 상당한 양의 커패시터 (예 : 고품질 릴 투-투와 같은 물건)를 대체했습니다. 릴 테이프 레코더 또는 테스트 및 측정 장비).

그런 다음 세라믹 커패시터가 따라 잡고 있습니다. 2005 년경 이전에는 1206 SMD 패키지에서 25V에서 22µF가 드물었습니다. 오늘날에는 전해 캡 또는 탄탈륨 유형 대신 사용할 수 있으며 더 많은 돈을 쓰지 않아도됩니다. 탄탈륨 캡을 피하십시오 (전류 또는 전압 스파이크, 매우 작은 캡에도 매우 민감하기 때문에 커패시턴스가 많이 필요하고 큰 것을 선택할 수있는 경우에만 전기 캡을 사용하십시오) 일반적으로 훨씬 더 긴 수명을 가진 캔 다른 모든 것에는 좋은 세라믹 캡을 사용하십시오.

커패시터는 노화로 인해 실패 모드에서 크게 다르며 실제로 구형 디자인이 항상 더 낫다는 것은 사실이 아닙니다.

빈티지 장비를 수리하는 사람들은 테스트하지 않아도 거의 항상 특정 커패시터를 교체하고 다른 커패시터를 테스트하기 만하면됩니다.

예를 들어, 구식 왁스 사각형은 구식 앰프를 열면 매우 유독 한 매립지입니다. 그들은 사양을 벗어난 노화를했을 것입니다. 동일한 장비는 수십 년에 걸쳐 변화 한 특정 주 전압 품질을 가정하여 전력 또는 고전압 신호 또는 디커플링 캡을 정격 사양을 훨씬 뛰어 넘는 새로운 제품이라고 할 수 있습니다.

그러나 다른 사람들이 지적했듯이 복잡한 일입니다. 재료, 제조, 시장은 모두 많이 바뀌어 산업 전반에 영향을 미쳤습니다. 그러나 일반적으로 수천 대당 특정 가격으로 제공되는 최신 커패시터는 과거의 동일한 장치보다 훨씬 낫습니다.

SE.EE 사이드 바에서 볼 수 있듯이 Carlson 's Lab과 같은 YouTube 채널 만 여기에 있습니다.