Capacitor electrolítico

Estilos más comunes de condensadores electrolíticos de aluminio y tantalio

Una variedad de condensadores electrolíticos.

Este artículo duplica el alcance de otros artículos , específicamente, Condensador electrolítico de aluminio . Por favor discutir este tema en la página de discusión y editarla para conformarse con la Wikipedia del Manual de estilo . ( Mayo de 2020 )

Un condensador electrolítico es un condensador polarizado cuyo ánodo o placa positiva está hecho de un metal que forma una capa de óxido aislante mediante anodización . Esta capa de óxido actúa como dieléctrico del condensador. Un electrolito sólido, líquido o gel cubre la superficie de esta capa de óxido y actúa como cátodo o placa negativa del condensador. Debido a su capa de óxido dieléctrico muy delgada y a la superficie del ánodo agrandada, los capacitores electrolíticos tienen un producto de capacitancia - voltaje (CV) mucho más alto por unidad de volumen que los capacitores cerámicos ocondensadores de película , por lo que pueden tener grandes valores de capacitancia. Hay tres familias de condensadores electrolíticos: condensadores electrolíticos de aluminio , condensadores electrolíticos de tantalio y condensadores electrolíticos de niobio .

La gran capacidad de los condensadores electrolíticos los hace especialmente adecuados para pasar o evitar señales de baja frecuencia y para almacenar grandes cantidades de energía. Se utilizan ampliamente para desacoplar o filtrar ruido en fuentes de alimentación y circuitos de enlace de CC para unidades de frecuencia variable , para acoplar señales entre etapas de amplificación y almacenar energía como en una lámpara de destello .

Los condensadores electrolíticos son componentes polarizados debido a su construcción asimétrica y deben funcionar con un voltaje más alto (es decir, más positivo) en el ánodo que en el cátodo en todo momento. Por esta razón, el terminal del ánodo está marcado con un signo más y el cátodo con un signo menos. La aplicación de un voltaje de polaridad inversa, o un voltaje que exceda el voltaje de trabajo nominal máximo de tan solo 1 o 1,5 voltios, puede destruir el dieléctrico y, por lo tanto, el capacitor. La falla de los condensadores electrolíticos puede ser peligrosa y provocar una explosión o un incendio. También se fabrican condensadores electrolíticos bipolares que pueden funcionar con cualquier polaridad, utilizando construcciones especiales con dos ánodos conectados en serie. También se puede fabricar un condensador electrolítico bipolar conectando dos condensadores electrolíticos normales de ánodo a ánodo o de cátodo a cátodo.

Información general

Árbol genealógico de los condensadores electrolíticos

En cuanto a los principios básicos de construcción de los condensadores electrolíticos, hay tres tipos diferentes: condensadores de aluminio, tantalio y niobio. Cada una de estas tres familias de condensadores utiliza dióxido de manganeso sólido o no sólido o electrolitos de polímero sólido, por lo que está disponible una gran variedad de diferentes combinaciones de material de ánodo y electrolitos sólidos o no sólidos.

Dependiendo de la naturaleza del metal del ánodo utilizado y del electrolito utilizado, existe una amplia variedad de condensadores electrolíticos.

Principio de carga

Al igual que otros condensadores convencionales, los condensadores electrolíticos almacenan la energía eléctrica de forma estática por separación de carga en un campo eléctrico en la capa de óxido dieléctrico entre dos electrodos . El electrolito sólido o no sólido es en principio el cátodo, que forma así el segundo electrodo del condensador. Esto y el principio de almacenamiento los distinguen de los condensadores o supercondensadores electroquímicos , en los que el electrolito generalmente es la conexión conductora iónica entre dos electrodos y el almacenamiento se produce con capacitancia estáticamente de doble capa y pseudocapacitancia electroquímica .

Materiales básicos y construcción

Principio básico de oxidación anódica (formación), en el que, aplicando un voltaje con una fuente de corriente, se forma una capa de óxido sobre un ánodo metálico.

Los condensadores electrolíticos utilizan una característica química de algunos metales especiales, anteriormente llamados "metales de válvula", que al entrar en contacto con un electrolito particular forman una capa de óxido aislante muy delgada en su superficie por oxidación anódica que puede funcionar como dieléctrico. Hay tres metales de ánodo diferentes en uso para los condensadores electrolíticos:

1. Los condensadores electrolíticos de aluminio utilizan una lámina de aluminio grabada de alta pureza con óxido de aluminio como dieléctrico.
2. Los condensadores electrolíticos de tantalio utilizan una pastilla sinterizada ("babosa") de polvo de tantalio de alta pureza con pentóxido de tantalio como dieléctrico.
3. Los condensadores electrolíticos de niobio utilizan un "trozo" sinterizado de polvo de óxido de niobio o niobio de alta pureza con pentóxido de niobio como dieléctrico.

Para aumentar su capacitancia por unidad de volumen, todos los materiales del ánodo están grabados o sinterizados y tienen una estructura de superficie rugosa con un área de superficie mucho mayor en comparación con una superficie lisa de la misma área o el mismo volumen. Aplicando un voltaje positivo al material de ánodo mencionado anteriormente en un baño electrolítico se formará (formación) una capa de barrera de óxido con un espesor correspondiente al voltaje aplicado. Esta capa de óxido actúa como dieléctrico en un condensador electrolítico. Las propiedades de estas capas de óxido se dan en la siguiente tabla:

Características de las diferentes capas de óxido de los condensadores electrolíticos de aluminio, tantalio y niobio ^{[1] [2]}

Material del ánodo	Dieléctrico	Estructura de óxido	Permitividad relativa	Voltaje de ruptura (V / µm)	Espesor de la capa eléctrica (nm / V)
Aluminio	Óxido de aluminio Al 2 O 3	amorfo	9,6	710	1.4
		cristalino	11,6… 14,2 [3]	800 ... 1000 [4]	1,25 ... 1,0
Tantalio	Pentóxido de tantalio Ta 2 O 5	amorfo	27	625	1,6
Niobio u óxido de niobio	Pentóxido de niobio Nb 2 O 5	amorfo	41	400	2.5

Después de formar un óxido dieléctrico en la estructura rugosa del ánodo, un contraelectrodo debe coincidir con la superficie rugosa del óxido aislante. Esto se logra mediante el electrolito, que actúa como el electrodo catódico de un condensador electrolítico. Se utilizan muchos electrolitos diferentes. Generalmente se distinguen en dos especies, electrolitos "no sólidos" y "sólidos". Como medio líquido que tiene conductividad iónica causada por iones en movimiento, los electrolitos no sólidos pueden adaptarse fácilmente a las estructuras rugosas. Los electrolitos sólidos que tienen conductividad electrónica pueden adaptarse a las estructuras rugosas con la ayuda de procesos químicos especiales como la pirólisis para el dióxido de manganeso o la polimerización para los polímeros conductores..

Comparando las permitividades de los diferentes materiales de óxido, se ve que el pentóxido de tantalio tiene una permitividad aproximadamente tres veces mayor que el óxido de aluminio. Los condensadores electrolíticos de tantalio de un valor CV dado son, en teoría, más pequeños que los condensadores electrolíticos de aluminio. En la práctica, los diferentes márgenes de seguridad para alcanzar componentes fiables dificultan la comparación.

La capa de óxido aislante generada anódicamente se destruye si cambia la polaridad del voltaje aplicado.

Capacitancia y eficiencia volumétrica

Se coloca un material dieléctrico entre dos placas conductoras (electrodos), cada una de área A y con separación d .

Los capacitores electrolíticos se basan en el principio de un "capacitor de placa" cuya capacitancia aumenta con un área de electrodo mayor A, una permitividad dieléctrica más alta ε y un dieléctrico más delgado (d).

${\displaystyle C=\varepsilon \cdot {\frac {A}{d}}}$

El espesor dieléctrico de los condensadores electrolíticos es muy pequeño, en el rango de nanómetros por voltio. Por otro lado, las resistencias de voltaje de estas capas de óxido son bastante altas. Con esta capa de óxido dieléctrico muy fina combinada con una rigidez dieléctrica suficientemente alta, los condensadores electrolíticos pueden alcanzar una capacitancia volumétrica alta. Esta es una de las razones de los altos valores de capacitancia de los condensadores electrolíticos en comparación con los condensadores convencionales.

Todos los ánodos grabados o sinterizados tienen un área de superficie mucho mayor en comparación con una superficie lisa de la misma área o el mismo volumen. Eso aumenta el valor de capacitancia, dependiendo de la tensión nominal, en un factor de hasta 200 para los condensadores electrolíticos de aluminio no sólido, así como para los condensadores electrolíticos de tantalio sólido. ^{[5] [6] [7]} La gran superficie en comparación con una lisa es la segunda razón de los valores de capacitancia relativamente altos de los condensadores electrolíticos en comparación con otras familias de condensadores.

Debido a que la tensión de formación define el espesor de la capa de óxido, la tensión nominal deseada se puede producir de forma muy sencilla. Los condensadores electrolíticos tienen una alta eficiencia volumétrica , el llamado "producto CV", definido como el producto de la capacitancia y el voltaje dividido por el volumen.

Construcción básica de condensadores electrolíticos de aluminio no sólido

• Construcción básica de un condensador electrolítico de aluminio no sólido
• Bobinado abierto de un e-cap con múltiples láminas conectadas

• Primer corte transversal de un diseño de condensador electrolítico de aluminio, que muestra una lámina de ánodo de capacitor con una capa de óxido, un espaciador de papel empapado con electrolito y una lámina de cátodo

• Construcción de un condensador electrolítico de aluminio de un solo extremo típico con electrolito no sólido

Construcción básica de condensadores electrolíticos de tantalio sólido

• Construcción de un condensador de chip de tantalio sólido con electrolito de dióxido de manganeso
• La celda del condensador de un condensador electrolítico de tantalio consta de polvo de tantalio sinterizado

• Representación esquemática de la estructura de un condensador electrolítico de tantalio sinterizado con electrolito sólido y capas en contacto con el cátodo

• Construcción de un condensador de chip electrolítico de tantalio SMD típico con electrolito sólido

Tipos y características de los condensadores electrolíticos

Comparación de tipos de condensadores electrolíticos

Las combinaciones de materiales de ánodo para condensadores electrolíticos y los electrolitos utilizados han dado lugar a una amplia variedad de tipos de condensadores con diferentes propiedades. En la siguiente tabla se muestra un resumen de las principales características de los diferentes tipos.

Descripción general de las características clave de los diferentes tipos de condensadores electrolíticos

Familia de condensadores electrolíticos	Electrólito	Rango de capacitancia (µF)	Max. voltaje nominal (V)	Max. temperatura (° C)
Láminas grabadas con condensador electrolítico de aluminio	Electrolito orgánico no sólido, por ejemplo , GBL , DMF , DMA ,	0,1: 1.000.000	550	105/125/150
	No sólido, por ejemplo, bórax, glicol	0,1: 2.700.000	630	85/105
	No sólido, a base de agua	1: 18.000	100	85/105
	Polímero sólido	10: 1500	25	105
	Híbridos, polímeros y no sólidos	6,8: 1000	125	105/125
Condensador electrolítico de tantalio , ánodo sinterizado	Ácido sulfúrico no sólido	0,1: 18 000	630	125/200
	Dióxido de manganeso sólido	0,1: 3300	125	125/150
	Polímero sólido	10: 1500	25	105
Ánodo sinterizado de condensador electrolítico de óxido de niobio	Dióxido de manganeso sólido	1: 1500	10	105
	Polímero sólido	4.7: 470	dieciséis	105

Los condensadores electrolíticos de aluminio no sólidos o denominados "húmedos" eran y son los más baratos entre todos los demás condensadores convencionales. No solo proporcionan las soluciones más baratas para valores de alta capacitancia o voltaje con fines de desacoplamiento y almacenamiento en búfer, sino que también son insensibles a cargas y descargas de baja resistencia, así como a transitorios de baja energía. Los condensadores electrolíticos no sólidos se pueden encontrar en casi todas las áreas de los dispositivos electrónicos, con la excepción de las aplicaciones militares.

Los condensadores electrolíticos de tantalio con electrolito sólido como condensadores de chip de montaje en superficie se utilizan principalmente en dispositivos electrónicos en los que hay poco espacio disponible o se requiere un perfil bajo. Operan de manera confiable en un amplio rango de temperatura sin grandes desviaciones de parámetros. En aplicaciones militares y espaciales, solo los condensadores electrolíticos de tantalio tienen las aprobaciones necesarias.

Los condensadores electrolíticos de niobio compiten directamente con los condensadores electrolíticos de tantalio industriales porque el niobio está más disponible. Sus propiedades son comparables.

Las propiedades eléctricas de los condensadores electrolíticos de aluminio, tántalo y niobio han mejorado enormemente gracias al electrolito polimérico.

Comparación de parámetros eléctricos

Para comparar las diferentes características de los diferentes tipos de condensadores electrolíticos, en la siguiente tabla se comparan condensadores con las mismas dimensiones y de capacitancia y voltaje similares. En tal comparación, los valores de ESR y la carga de corriente de ondulación son los parámetros más importantes para el uso de condensadores electrolíticos en equipos electrónicos modernos. Cuanto menor sea la ESR, mayor será la corriente de ondulación por volumen y mejor funcionalidad del condensador en el circuito. Sin embargo, mejores parámetros eléctricos vienen con precios más altos.

Comparación de las características más importantes de diferentes tipos de condensadores electrolíticos

Familia de condensadores electrolíticos	Tipo 1 )	Dimensión DxL, WxHxL (mm)	Max. ESR 100 kHz, 20 ° C (mΩ)	Max. corriente de ondulación 85/105 ° C (mA)	Max. corriente de fuga después de 2 min. 2 ) (µA)
Condensadores electrolíticos de Al "húmedo" 1976 3 ) Electrolito de etilenglicol / bórax	Valvo, 034, 4.7 / 40	5x11	15.000	17	10 (0,01 CV)
Condensadores electrolíticos de Al "húmedo", electrolito orgánico	Vishay, 036 RSP, 100/10	5x11	1000	160	10 (0,01 CV)
Condensadores electrolíticos de Al "húmedo", electrolito de etilenglicol / bórax	NCC, SMQ, 100/10	5x11	900	180	10 (0,01 CV)
Condensadores electrolíticos de Al "húmedo", electrolito a base de agua	Rubycon, ZL, 100/10	5x11	300	250	10 (0,01 CV)
Condensadores electrolíticos de Al "húmedo", electrolito de etilenglicol / bórax SMD	NIC, NACY, 220/10	6,3 x 8	300	300	10 (0,01 CV)
Condensadores electrolíticos de Al "húmedo", SMD Electrolito a base de agua	NIC, NAZJ, 220/16	6,3 x 8	160	600	10 (0,01 CV)
Tantalio sólido condensadores electrolíticos MnO 2 electrolito	Kemet, T494, 330/10	7,3x4,3x4,0	100	1285	10 (0,01 CV)
Condensadores electrolíticos de tantalio sólido Multianoda, electrolito MnO 2	Kemet, T510, 330/10	7.3x4.3x4.0	35	2500	10 (0,01 CV)
Condensadores electrolíticos de tantalio sólido Electrolito de polímero	Kemet, T543, 330/10	7.3x4.3x4,0	10	4900	100 (0,1 CV)
Condensadores electrolíticos de tantalio sólido Multianoda, polímero	Kemet, T530, 150/10	7.3x4.3x4.0	5	4970	100 (0,1 CV)
Solid condensadores electrolíticos de niobio, MnO 2 electrolito	AVX, NEOM, 220 / 6,3	7,3x4,3x4,1	80	1461	20 (0,02 CV)
Condensadores electrolíticos de niobio sólido, multianodos, electrolito MnO 2	AVX, NBM, 220 / 6,3	7,3x4,3x4,1	40	2561	20 (0,02 CV)
Condensadores electrolíticos de Al sólido, electrolito de polímero	Panasonic, SP-UE, 180 / 6.3	7,3x4,3x4,2	7	3700	100 (0,1 CV)
Condensadores electrolíticos de Al sólido, electrolito de polímero	Kemet, A700, 100/10	7.3x4.3x4.0	10	4700	40 (0,04 CV)
Condensadores electrolíticos de Al sólido, electrolito de polímero	Panansonic, vicepresidente senior, 120 / 6.3	6,3 x 6	17	2780	200 (0,2 CV)
Condensadores electrolíticos híbridos de Al, polímero + electrolito no sólido	Panasonic, ZA, 100/25	6,3 x 7,7	30	2000	10 (0,01 CV)

¹ ) Fabricante, nombre de la serie, capacitancia / voltaje

² ) calculado para un condensador de 100 µF / 10 V,

³ ) de una hoja de datos de 1976

Estilos de condensadores electrolíticos de aluminio y tantalio

Los condensadores electrolíticos de aluminio forman la mayor parte de los condensadores electrolíticos utilizados en la electrónica debido a la gran diversidad de tamaños y la producción económica. Los condensadores electrolíticos de tantalio, generalmente utilizados en la versión SMD, tienen una capacitancia específica más alta que los condensadores electrolíticos de aluminio y se utilizan en dispositivos con espacio limitado o diseño plano como computadoras portátiles. También se utilizan en tecnología militar, principalmente en estilo axial, sellados herméticamente. Los condensadores de chip electrolítico de niobio son un nuevo desarrollo en el mercado y están pensados ​​como reemplazo de los condensadores de chip electrolítico de tantalio.

• Diferentes estilos de condensadores electrolíticos de aluminio.
• Condensadores de chip SMD electrolíticos de aluminio en "V" (verticales)

• Condensadores electrolíticos de aluminio de estilo axial

• Condensadores electrolíticos de aluminio radiales o de un solo extremo

• Condensador electrolítico de aluminio con terminales "snap-in"

• Condensadores electrolíticos de aluminio con terminales roscados

• Diferentes estilos de condensadores electrolíticos de tantalio.
• Condensador típico de tantalio SMD

• Condensadores de "perla" de tantalio lacados por inmersión

• Condensadores electrolíticos de tantalio de estilo axial

Historia

Condensador electrolítico pequeño temprano de 1914. Tenía una capacitancia de alrededor de 2 microfaradios.

Vista del ánodo de un condensador electrolítico de aluminio "húmedo", Bell System Technique 1929

Origen

El fenómeno de que en un proceso electroquímico, el aluminio y metales como el tantalio , el niobio , el manganeso , el titanio , el zinc , el cadmio , etc., pueden formar una capa de óxido que bloquea el flujo de una corriente eléctrica en una dirección, pero que permite que la corriente fluya hacia adentro. la dirección opuesta, fue observada por primera vez en 1857 por el físico y químico alemán Johann Heinrich Buff (1805-1878). ^[8] Fue utilizado por primera vez en 1875 por el investigador y fundador francés Eugène Ducretet , ^[9] quien acuñó el término "metal de válvula" para tales metales.

Charles Pollak (nacido como Karol Pollak ), un productor de acumuladores, descubrió que la capa de óxido en un ánodo de aluminio permanecía estable en un electrolito neutro o alcalino, incluso cuando la energía estaba apagada. En 1896 presentó una patente para un "Condensador líquido eléctrico con electrodos de aluminio" (de: Elektrischer Flüssigkeitskondensator mit Aluminiumelektroden ) basado en su idea de utilizar la capa de óxido en un condensador polarizado en combinación con un electrolito neutro o ligeramente alcalino. ^{[10] [11]}

Condensador de aluminio "húmedo"

Varias formas de estructuras anódicas históricas para condensadores húmedos. Para todos estos ánodos, el contenedor metálico exterior sirvió como cátodo.

Los primeros condensadores electrolíticos fabricados industrialmente consistían en una caja metálica utilizada como cátodo. Se llenó con un electrolito de bórax disuelto en agua, en el que se insertó una placa de ánodo de aluminio plegada. Aplicando un voltaje de CC desde el exterior, se formó una capa de óxido en la superficie del ánodo. La ventaja de estos capacitores era que eran significativamente más pequeños y más baratos que todos los demás capacitores en este momento en relación con el valor de capacitancia obtenido. Esta construcción con diferentes estilos de construcción de ánodo pero con una caja como cátodo y contenedor para el electrolito se utilizó hasta la década de 1930 y se denominó condensador electrolítico "húmedo", en el sentido de que tenía un alto contenido de agua.

La primera aplicación más común de los condensadores electrolíticos de aluminio húmedo fue en grandes centrales telefónicas, para reducir el ruido ( hash) del relé en la fuente de alimentación de CC de 48 voltios. El desarrollo de receptores de radio domésticos operados con CA a finales de la década de 1920 creó una demanda de condensadores de gran capacitancia (por el momento) y de alto voltaje para la técnica del amplificador de válvula , generalmente al menos 4 microfaradios y con una potencia de alrededor de 500 voltios CC. Había disponibles condensadores de papel encerado y película de seda engrasada , pero los dispositivos con ese orden de capacitancia y voltaje eran voluminosos y prohibitivamente caros.

Condensador de aluminio "seco"

Un condensador electrolítico "seco" con 100 µF y 150 V

El antepasado del condensador electrolítico moderno fue patentado por Samuel Ruben en 1925, ^{[12] [13]} quien se asoció con Philip Mallory , el fundador de la compañía de baterías que ahora se conoce como Duracell International . La idea de Ruben adoptó la construcción apilada de un condensador de mica plateado.. Introdujo una segunda lámina separada para contactar el electrolito adyacente a la lámina del ánodo en lugar de usar el contenedor lleno de electrolito como cátodo del capacitor. La segunda lámina apilada obtuvo su propio terminal adicional al terminal del ánodo y el contenedor ya no tenía una función eléctrica. Este tipo de condensador electrolítico combinado con un electrolito líquido o gelatinoso de naturaleza no acuosa, que por lo tanto es seco en el sentido de tener un contenido de agua muy bajo, se conoció como el tipo de condensador electrolítico "seco". ^[14]

Con la invención de Ruben, junto con la invención de las láminas enrolladas separadas con un espaciador de papel en 1927 por A. Eckel de Hydra-Werke (Alemania) ^[15], comenzó el desarrollo real de los e-caps. ^[14]

William Dubilier , cuya primera patente para condensadores electrolíticos se presentó en 1928, ^[16] industrializó las nuevas ideas para condensadores electrolíticos y comenzó la primera gran producción comercial en 1931 en la fábrica de Cornell-Dubilier (CD) en Plainfield, Nueva Jersey. ^[14] Al mismo tiempo, en Berlín, Alemania, "Hydra-Werke", una empresa de AEG , inició la producción de e-caps en grandes cantidades. Otro fabricante, Ralph D. Mershon , tuvo éxito en atender la demanda del mercado de radio de condensadores electrolíticos. ^[17]

Miniaturización de condensadores electrolíticos de aluminio de 1960 a 2005 en caso de 10x16 mm hasta factor diez

En su patente de 1896, Pollak ya reconoció que la capacitancia del condensador aumenta al raspar la superficie de la lámina del ánodo. Hoy (2014), las láminas de bajo voltaje grabadas electroquímicamente pueden lograr un aumento de hasta 200 veces en el área de la superficie en comparación con una superficie lisa. ^{[5] [6]} Los avances en el proceso de grabado son la razón de las reducciones dimensionales de los condensadores electrolíticos de aluminio durante las últimas décadas.

En el caso de los condensadores electrolíticos de aluminio, las décadas de 1970 a 1990 estuvieron marcadas por el desarrollo de varias nuevas series profesionales específicamente adaptadas a determinadas aplicaciones industriales, por ejemplo, con corrientes de fuga muy bajas o con características de larga duración, o para temperaturas superiores a 125 ° C. ^{[18] [19]}

Condensadores de tantalio

Uno de los primeros condensadores electrolíticos de tantalio fue desarrollado en 1930 por Tansitor Electronic Inc. USA, con fines militares. ^[20] Se adoptó la construcción básica de una celda de herida y se utilizó una lámina de ánodo de tantalio junto con una lámina de cátodo de tántalo, separada con un espaciador de papel impregnado con un electrolito líquido, principalmente ácido sulfúrico, y encapsulado en una caja de plata.

El desarrollo relevante de los capacitores de tantalio de electrolito sólido comenzó algunos años después de que William Shockley , John Bardeen y Walter Houser Brattain inventaran el transistor en 1947. Fue inventado por Bell Laboratories a principios de la década de 1950 como un capacitor de soporte de bajo voltaje miniaturizado y más confiable para complementar su transistor recién inventado. La solución encontrada por RL Taylor y HE Haring en Bell Labs a principios de 1950 se basó en la experiencia con la cerámica. Trituraron el tantalio hasta obtener un polvo, que presionaron en forma cilíndrica y luego sinterizaron a una temperatura alta entre 1500 y 2000 ° C en condiciones de vacío, para producir una pastilla ("babosa"). ^[21][22]

Estos primeros condensadores de tantalio sinterizado utilizaban un electrolito no sólido, que no se ajusta al concepto de electrónica sólida. En 1952, una búsqueda específica en Bell Labs por DA McLean y FS Power de un electrolito sólido llevó a la invención del dióxido de manganeso como electrolito sólido para un capacitor de tantalio sinterizado. ^[23]

Aunque los inventos fundamentales provienen de Bell Labs, los inventos para fabricar condensadores electrolíticos de tantalio comercialmente viables provienen de investigadores de la Sprague Electric Company . Preston Robinson , Director de Investigación de Sprague, es considerado el inventor real de los condensadores de tantalio en 1954. ^{[24] [25]} Su invención fue apoyada por RJ Millard, quien introdujo el paso de "reforma" en 1955, ^{[26] [27 ]} una mejora significativa en la que se reparó el dieléctrico del condensador después de cada ciclo de inmersión y conversión de la deposición de MnO ₂ , lo que redujo drásticamente la corriente de fuga de los condensadores terminados.

Aunque los capacitores de tantalio sólidos ofrecían capacitores con ESR y valores de corriente de fuga más bajos que los e-caps de aluminio, un impacto en el precio del tantalio en 1980 redujo drásticamente las aplicaciones de Ta-e-caps, especialmente en la industria del entretenimiento. ^{[28] [29]} La industria volvió a utilizar condensadores electrolíticos de aluminio.

Electrolitos sólidos

Conductividad de electrolitos sólidos y no sólidos

El primer electrolito sólido de dióxido de manganeso desarrollado en 1952 para capacitores de tantalio tenía una conductividad 10 veces mejor que todos los demás tipos de electrolitos no sólidos. También influyó en el desarrollo de los condensadores electrolíticos de aluminio. En 1964 llegaron al mercado los primeros condensadores electrolíticos de aluminio con condensador electrolítico SAL de electrolito sólido , desarrollados por Philips . ^[30]

Con el comienzo de la digitalización, Intel lanzó en 1971 su primer microordenador, MCS 4, y en 1972 Hewlett Packard lanzó una de las primeras calculadoras de bolsillo, HP 35. ^{[31] [32]} Los requisitos para los condensadores aumentaron en términos de reducción del equivalente. resistencia en serie (ESR) para condensadores de bypass y desacoplamiento. ^[33] El tipo de electrolito de dióxido de manganeso debería ser mejor.

No fue hasta 1983 cuando Sanyo dio un nuevo paso hacia la reducción de la ESR con sus condensadores electrolíticos de aluminio " OS-CON ". Estos condensadores utilizaron un conductor orgánico sólido, la sal de transferencia de carga TTF-TCNQ ( tetracianoquinodimetano ), que proporcionó una mejora en la conductividad en un factor de 10 en comparación con el electrolito de dióxido de manganeso. ^{[34] [35] [36]}

El siguiente paso en la reducción de la ESR fue el desarrollo de polímeros conductores por Alan J. Heeger , Alan MacDiarmid y Hideki Shirakawa en 1975. ^[37] La conductividad de polímeros conductores como polipirrol (PPy) ^[38] o PEDOT ^[39] es mejor que el de TCNQ por un factor de 100 a 500, y cerca de la conductividad de los metales.

En 1991, Panasonic salió al mercado con sus "SP-Cap", ^[40] llamados condensadores electrolíticos de polímero de aluminio . Estos condensadores electrolíticos de aluminio con electrolitos de polímero alcanzaron valores de ESR muy bajos directamente comparables a los condensadores cerámicos multicapa (MLCC). Seguían siendo menos costosos que los condensadores de tantalio y con su diseño plano para portátiles y teléfonos móviles también competían con los condensadores de chip de tantalio.

Los condensadores electrolíticos de tantalio con cátodo de electrolito de polímero PPy siguieron tres años más tarde. En 1993, NEC presentó sus condensadores electrolíticos de polímero de tantalio SMD, llamados "NeoCap". En 1997 Sanyo siguió con los chips de tantalio de polímero "POSCAP".

Kemet presentó un nuevo polímero conductor para condensadores de polímero de tantalio en la conferencia "1999 Carts". ^[41] Este condensador utilizó el polímero conductor orgánico recientemente desarrollado PEDT Poly (3,4-etilendioxitiofeno), también conocido como PEDOT (nombre comercial Baytron®) ^[42]

Condensadores de niobio

Otra explosión del precio del tantalio en 2000/2001 obligó al desarrollo de condensadores electrolíticos de niobio con electrolito de dióxido de manganeso, que están disponibles desde 2002. ^{[43] [44]}El niobio es un metal hermano del tantalio y sirve como metal de válvula que genera una capa de óxido durante la oxidación anódica. El niobio como materia prima es mucho más abundante en la naturaleza que el tantalio y es menos costoso. Fue una cuestión de la disponibilidad del metal base a finales de la década de 1960 lo que llevó al desarrollo y la implementación de condensadores electrolíticos de niobio en la antigua Unión Soviética en lugar de los condensadores de tantalio como en Occidente. Los materiales y procesos utilizados para producir condensadores dieléctricos de niobio son esencialmente los mismos que los de los condensadores dieléctricos de tantalio existentes. Las características de los condensadores electrolíticos de niobio y los condensadores electrolíticos de tantalio son aproximadamente comparables. ^[45]

Electrolitos a base de agua

Con el objetivo de reducir la ESR para tapas electrónicas no sólidas de bajo costo desde mediados de la década de 1980 en Japón, se desarrollaron nuevos electrolitos a base de agua para condensadores electrolíticos de aluminio. El agua es económica, un solvente eficaz para los electrolitos y mejora significativamente la conductividad del electrolito. El fabricante japonés Rubycon fue líder en el desarrollo de nuevos sistemas de electrolitos a base de agua con conductividad mejorada a fines de la década de 1990. ^[46] La nueva serie de cápsulas electrónicas no sólidas con electrolito a base de agua se describió en las hojas de datos como "baja ESR", "baja impedancia", "ultrabaja impedancia" o "alta ondulación". Actual".

Una receta robada para un electrolito a base de agua, en la que no se encontraban importantes sustancias estabilizadoras ^{[47] [48]} , ^[49] condujo en los años 1999 hasta al menos 2010 al problema generalizado de "tapas defectuosas" (condensadores electrolíticos defectuosos ), fugas u ocasionalmente estallidos en computadoras, fuentes de alimentación y otros equipos electrónicos, lo que se conoció como la " plaga de condensadores ". En estos e-caps, el agua reacciona de manera bastante agresiva con el aluminio, acompañado de un fuerte desarrollo de calor y gas en el capacitor, lo que resulta en fallas prematuras del equipo y el desarrollo de una industria de reparación artesanal . [21]

Características eléctricas

Circuito equivalente en serie

Modelo de circuito equivalente en serie de un condensador electrolítico

Las características eléctricas de los condensadores están armonizadas por la especificación genérica internacional IEC 60384-1. En esta norma, las características eléctricas de los condensadores se describen mediante un circuito equivalente en serie idealizado con componentes eléctricos que modelan todas las pérdidas óhmicas y los parámetros capacitivos e inductivos de un condensador electrolítico:

• C , la capacitancia del condensador
• R _ESR , la resistencia en serie equivalente que resume todas las pérdidas óhmicas del condensador, generalmente abreviado como "ESR"
• L _ESL , la inductancia en serie equivalente que es la autoinductancia efectiva del condensador, generalmente abreviada como "ESL".
• R _fuga , la resistencia que representa la corriente de fuga del condensador

Capacitancia, valores estándar y tolerancias

Capacitancia típica en función de la frecuencia

Capacitancia típica en función de la temperatura

Las características eléctricas de los condensadores electrolíticos dependen de la estructura del ánodo y del electrolito utilizado. Esto influye en el valor de capacitancia de los condensadores electrolíticos, que depende de la frecuencia de medición y la temperatura. Los condensadores electrolíticos con electrolitos no sólidos muestran una aberración más amplia en los rangos de frecuencia y temperatura que los condensadores con electrolitos sólidos.

La unidad básica de la capacitancia de un capacitor electrolítico es el microfaradio (μF). El valor de capacitancia especificado en las hojas de datos de los fabricantes se llama capacitancia nominal C _R o capacitancia nominal C _N y es el valor para el cual se ha diseñado el capacitor.

La condición de medición estandarizada para e-caps es un método de medición de CA con 0,5 V a una frecuencia de 100/120 Hz y una temperatura de 20 ° C. Para los condensadores de tantalio, se puede aplicar una tensión de polarización de CC de 1,1 a 1,5 V para los tipos con una tensión nominal ≤2,5 V, o de 2,1 a 2,5 V para los tipos con una tensión nominal de> 2,5 V, durante la medición para evitar la tensión inversa.

El valor de capacitancia medido a la frecuencia de 1 kHz es aproximadamente un 10% menor que el valor de 100/120 Hz. Por lo tanto, los valores de capacitancia de los capacitores electrolíticos no son directamente comparables y difieren de los de los capacitores de película o los capacitores cerámicos , cuya capacitancia se mide a 1 kHz o más.

Medido con un método de medición de CA con 100/120 Hz, el valor de capacitancia es el valor más cercano a la carga eléctrica almacenada en los e-caps. La carga almacenada se mide con un método de descarga especial y se denomina capacitancia de CC . La capacitancia de CC es aproximadamente un 10% más alta que la capacitancia de CA de 100/120 Hz. La capacitancia de CC es de interés para aplicaciones de descarga como flash fotográfico .

El porcentaje de desviación permitida de la capacitancia medida del valor nominal se llama tolerancia de capacitancia. Los condensadores electrolíticos están disponibles en diferentes series de tolerancia, cuyos valores se especifican en la serie E especificada en IEC 60063. Para el marcado abreviado en espacios reducidos, se especifica un código de letra para cada tolerancia en IEC 60062.

• capacitancia nominal, serie E3, tolerancia ± 20%, código de letras "M"
• capacitancia nominal, serie E6, tolerancia ± 20%, código de letras "M"
• capacitancia nominal, serie E12, tolerancia ± 10%, código de letras "K"

La tolerancia de capacitancia requerida está determinada por la aplicación particular. Los condensadores electrolíticos, que a menudo se utilizan para filtrar y desviar , no tienen la necesidad de tolerancias estrechas porque en su mayoría no se utilizan para aplicaciones de frecuencia precisas como en osciladores .

Voltaje nominal y de categoría

Relación entre la tensión nominal y de categoría y la temperatura nominal y de categoría

Con referencia a la norma IEC / EN 60384-1, la tensión de funcionamiento permitida para los condensadores electrolíticos se denomina "tensión nominal U _R " o "tensión nominal U _N ". La tensión nominal U _R es el voltaje de tensión o de pico máxima de impulsos DC que se puede aplicar de forma continua a cualquier temperatura dentro del intervalo de temperatura nominal T _R .

La prueba de voltaje de los condensadores electrolíticos disminuye al aumentar la temperatura. Para algunas aplicaciones, es importante utilizar un rango de temperatura más alto. Reducir el voltaje aplicado a una temperatura más alta mantiene los márgenes de seguridad. Por lo tanto, para algunos tipos de condensadores, la norma IEC especifica un "voltaje con reducción de temperatura" para una temperatura más alta, el "voltaje de categoría U _C ". La tensión de categoría es el voltaje máximo de tensión o de pico de pulso de corriente continua que se puede aplicar de forma continua a un condensador a cualquier temperatura dentro del rango de temperatura categoría T _C . La relación entre los voltajes y las temperaturas se muestra en la imagen de la derecha.

La aplicación de un voltaje superior al especificado puede destruir los condensadores electrolíticos.

La aplicación de un voltaje más bajo puede tener una influencia positiva en los condensadores electrolíticos. En el caso de los condensadores electrolíticos de aluminio, un voltaje aplicado más bajo puede, en algunos casos, prolongar la vida útil. ^[5] Para los condensadores electrolíticos de tantalio, reducir el voltaje aplicado aumenta la confiabilidad y reduce la tasa de falla esperada. ^[50] Yo

Sobretensión

La sobretensión indica el valor máximo de tensión pico que se puede aplicar a los condensadores electrolíticos durante su aplicación durante un número limitado de ciclos. ^[5] La sobretensión está estandarizada en IEC / EN 60384-1. Para los condensadores electrolíticos de aluminio con una tensión nominal de hasta 315 V, la sobretensión es 1,15 veces la tensión nominal, y para los condensadores con una tensión nominal superior a 315 V, la sobretensión es 1,10 veces la tensión nominal.

En el caso de los condensadores electrolíticos de tantalio, la sobretensión puede ser 1,3 veces la tensión nominal, redondeada al voltio más cercano. La sobretensión aplicada a los capacitores de tantalio puede influir en la tasa de falla del capacitor. ^{[51] [52]}

Voltaje transitorio

Los condensadores electrolíticos de aluminio con electrolito no sólido son relativamente insensibles a voltajes transitorios altos y de corta duración más altos que los picos de voltaje, si la frecuencia y el contenido de energía de los transitorios son bajos. Esta capacidad depende del voltaje nominal y del tamaño del componente. Los voltajes transitorios de baja energía conducen a una limitación de voltaje similar a un diodo Zener . ^[53] No es posible una especificación general e inequívoca de transitorios tolerables o voltajes pico. En todos los casos que surjan transitorios, la solicitud debe aprobarse con mucho cuidado.

Los condensadores electrolíticos con óxido de manganeso sólido o electrolito de polímero, y los condensadores electrolíticos de aluminio y tantalio no pueden soportar transitorios o voltajes máximos superiores a la sobretensión. Los transitorios de este tipo de e-caps pueden destruir los componentes. ^{[51] [52]}

Voltaje inverso

Un condensador electrolítico de aluminio explotado en una PCB

Un condensador electrolítico que explotó a través del puerto de ventilación en la parte superior, mostrando el material dieléctrico interno que fue expulsado.

Los condensadores electrolíticos estándar y los condensadores electrolíticos de aluminio, así como de tántalo y niobio, están polarizados y generalmente requieren que el voltaje del electrodo del ánodo sea positivo en relación con el voltaje del cátodo.

No obstante, los condensadores electrolíticos pueden soportar durante breves instantes una tensión inversa durante un número limitado de ciclos. En detalle, los capacitores electrolíticos de aluminio con electrolito no sólido pueden soportar un voltaje inverso de aproximadamente 1 V a 1,5 V. Este voltaje inverso nunca debe usarse para determinar el voltaje inverso máximo bajo el cual un capacitor puede usarse permanentemente. ^{[54] [55] [56]}

Los condensadores de tantalio sólidos también pueden soportar voltajes inversos durante períodos cortos. Las pautas más comunes para el voltaje inverso de tantalio son:

• 10% de la tensión nominal hasta un máximo de 1 V a 25 ° C,
• 3% de la tensión nominal hasta un máximo de 0,5 V a 85 ° C,
• 1% de la tensión nominal hasta un máximo de 0,1 V a 125 ° C.

Estas pautas se aplican para excursiones cortas y nunca deben usarse para determinar el voltaje inverso máximo bajo el cual se puede usar un capacitor de manera permanente. ^{[57] [58]}

Pero en ningún caso, tanto para el aluminio como para los condensadores electrolíticos de tántalo y niobio, se puede utilizar un voltaje inverso para una aplicación de CA permanente.

Para minimizar la probabilidad de que un electrolítico polarizado se inserte incorrectamente en un circuito, la polaridad debe estar muy claramente indicada en la carcasa, consulte la sección sobre marcas de polaridad a continuación.

Se encuentran disponibles condensadores electrolíticos de aluminio bipolares especiales diseñados para operación bipolar, a los que generalmente se hace referencia como tipos "no polarizados" o "bipolares". En estos, los condensadores tienen dos láminas de ánodo con capas de óxido de espesor total conectadas en polaridad inversa. En las mitades alternas de los ciclos de CA, uno de los óxidos de la lámina actúa como un dieléctrico de bloqueo, evitando que la corriente inversa dañe el electrolito del otro. Pero estos condensadores electrolíticos bipolares no son adaptables para aplicaciones de CA principales en lugar de condensadores de potencia con película de polímero metalizado o dieléctrico de papel.

Impedancia

Circuito equivalente en serie simplificado de un condensador para frecuencias más altas (arriba); diagrama vectorial con reactancias eléctricas X _ESL y X _C y resistencia ESR y, a modo de ilustración, la impedancia Z y el factor de disipación tan δ

En general, un condensador se considera un componente de almacenamiento de energía eléctrica. Pero esta es solo una función de condensador. Un condensador también puede actuar como un AC resistor . Especialmente los condensadores electrolíticos de aluminio en muchas aplicaciones se utilizan como condensadores de desacoplamiento para filtrar o desviar frecuencias de CA polarizadas no deseadas a tierra o para el acoplamiento capacitivo de señales de CA de audio. Entonces el dieléctrico se usa solo para bloquear DC. Para tales aplicaciones, la resistencia de CA , la impedancia , es tan importante como el valor de capacitancia.

Curvas de impedancia típicas para diferentes valores de capacitancia sobre frecuencia. Cuanto mayor sea la capacitancia, menor será la frecuencia de resonancia.

La impedancia Z es la suma vectorial de reactancia y resistencia ; describe la diferencia de fase y la relación de amplitudes entre el voltaje que varía sinusoidalmente y la corriente que varía sinusoidalmente a una frecuencia dada. En este sentido, la impedancia es una medida de la capacidad del capacitor para pasar corrientes alternas y puede usarse como la ley de Ohm.

${\displaystyle Z={\frac {\hat {u}}{\hat {\imath }}}={\frac {U_{\mathrm {eff} }}{I_{\mathrm {eff} }}}.}$

En otras palabras, la impedancia es una resistencia de CA dependiente de la frecuencia y posee magnitud y fase a una frecuencia particular.

En las hojas de datos de los condensadores electrolíticos solo la magnitud de impedancia | Z | se especifica y simplemente se escribe como "Z". Con respecto a la norma IEC / EN 60384-1, los valores de impedancia de los condensadores electrolíticos se miden y especifican a 10 kHz o 100 kHz en función de la capacidad y la tensión del condensador.

Además de medir, la impedancia se puede calcular utilizando los componentes idealizados del circuito equivalente en serie de un condensador, incluido un condensador C ideal , una resistencia ESR y una inductancia ESL . En este caso, la impedancia a la frecuencia angular ω viene dada por la suma geométrica (compleja) de ESR , por una reactancia capacitiva X _C

${\displaystyle X_{C}=-{\frac {1}{\omega C}}}$

y por una reactancia inductiva X _L ( inductancia )

${\displaystyle X_{L}=\omega L_{\mathrm {ESL} }}$.

Entonces Z viene dado por

${\displaystyle Z={\sqrt {{ESR}^{2}+(X_{\mathrm {C} }+(-X_{\mathrm {L} }))^{2}}}}$.

En el caso especial de resonancia , en el que ambas resistencias reactivas X _C y X _L tienen el mismo valor ( X _C = X _L ), entonces la impedancia solo será determinada por ESR . Con frecuencias por encima de la resonancia, la impedancia aumenta nuevamente debido al ESL del capacitor. El condensador se convierte en inductancia.

ESR y factor de disipación tan δ

• Curvas típicas de impedancia y ESR en función de la frecuencia y la temperatura
• Impedancia típica y ESR en función de la frecuencia

• Impedancia típica en función de la temperatura

La resistencia en serie equivalente ( ESR ) resume todas las pérdidas resistivas del condensador. Estas son las resistencias terminales, la resistencia de contacto del contacto del electrodo, la resistencia de línea de los electrodos, la resistencia del electrolito y las pérdidas dieléctricas en la capa de óxido dieléctrico. ^[59]

En el caso de los condensadores electrolíticos, en general, la ESR disminuye al aumentar la frecuencia y la temperatura. ^[60]

La ESR influye en la ondulación de CA superpuesta detrás del suavizado y puede influir en la funcionalidad del circuito. Relacionado con el capacitor, ESR representa la generación de calor interno si una corriente ondulada fluye sobre el capacitor. Este calor interno reduce la vida útil de los condensadores electrolíticos de aluminio no sólido o influye en la fiabilidad de los condensadores electrolíticos de tantalio sólido.

Para los condensadores electrolíticos, por razones históricas, el factor de disipación tan δ a veces se especificará en las hojas de datos relevantes, en lugar de la ESR . El factor de disipación está determinado por la tangente del ángulo de fase entre la reactancia capacitiva X _C menos la reactancia inductiva X _L y la ESR . Si la inductancia ESL es pequeña, el factor de disipación se puede aproximar como:

${\displaystyle \tan \delta ={\mbox{ESR}}\cdot \omega C}$

El factor de disipación se utiliza para condensadores con pérdidas muy bajas en circuitos que determinan la frecuencia donde el valor recíproco del factor de disipación se denomina factor de calidad (Q), que representa el ancho de banda de un resonador .

Corriente de ondulación

La alta corriente de ondulación a través del condensador de suavizado C1 en una fuente de alimentación con rectificación de media onda provoca una generación de calor interna significativa correspondiente a la ESR del condensador

Una "corriente de ondulación" es el valor RMS de una corriente CA superpuesta de cualquier frecuencia y cualquier forma de onda de la curva de corriente para un funcionamiento continuo dentro del rango de temperatura especificado. Surge principalmente en las fuentes de alimentación (incluidas las fuentes de alimentación de modo conmutado ) después de rectificar un voltaje de CA y fluye como corriente de carga y descarga a través del condensador de desacoplamiento o suavizado.

Las corrientes onduladas generan calor dentro del cuerpo del condensador. Esta pérdida de potencia de disipación P _L es causada por ESR y es el valor al cuadrado de la eficaz (RMS) rizado de corriente I _R .

${\displaystyle P_{L}=I_{R}^{2}\cdot ESR}$

Este calor generado internamente, adicional a la temperatura ambiente y posiblemente a otras fuentes de calor externas, conduce a una temperatura del cuerpo del condensador que tiene una diferencia de temperatura de Δ T frente a la ambiente. Este calor tiene que ser distribuido como pérdidas térmicas P _º sobre la superficie del condensador A y la resistencia térmica β a la ambiente.

${\displaystyle P_{th}=\Delta T\cdot A\cdot \beta }$

El calor generado internamente debe distribuirse al ambiente mediante radiación térmica , convección y conducción térmica . La temperatura del condensador, que es el equilibrio neto entre el calor producido y distribuido, no debe exceder la temperatura máxima especificada del condensador.

La corriente de ondulación se especifica como un valor efectivo (RMS) a 100 o 120 Hz oa 10 kHz a una temperatura de categoría superior. Las corrientes onduladas no sinusoidales deben analizarse y separarse en sus frecuencias sinusoidales simples mediante el análisis de Fourier y resumirse mediante la suma al cuadrado de las corrientes individuales. ^[61]

${\displaystyle I_{R}={\sqrt {{i_{1}}^{2}+{i_{2}}^{2}+{i_{3}}^{2}+{i_{n}}^{2}}}}$

En los condensadores electrolíticos no sólidos, el calor generado por la corriente ondulada fuerza la evaporación de los electrolitos, acortando la vida útil de los condensadores. ^{[62] [63] [64] [65] [66]} Exceder el límite tiende a resultar en fallas explosivas.

En los condensadores electrolíticos de tantalio sólido con electrolito de dióxido de manganeso, el calor generado por la corriente de ondulación influye en la fiabilidad de los condensadores. ^{[67] [68] [69] [70]} Exceder el límite tiende a resultar en fallas catastróficas con cortocircuitos y componentes en llamas.

El calor generado por la corriente de ondulación también influye en la vida útil de los condensadores electrolíticos de aluminio y tantalio con electrolitos de polímero sólido. ^[71] Exceder el límite tiende a resultar en fallas catastróficas con componentes cortos.

Pico, pico o pulso de corriente

Los condensadores electrolíticos de aluminio con electrolitos no sólidos normalmente se pueden cargar hasta el voltaje nominal sin ninguna limitación de sobretensión, pico o pulso. Esta propiedad es el resultado de la movilidad iónica limitada en el electrolito líquido, que ralentiza la rampa de voltaje a través del dieléctrico y de la ESR del condensador. Solo la frecuencia de los picos integrados a lo largo del tiempo no debe exceder la corriente de ondulación máxima especificada.

Los condensadores electrolíticos de tantalio sólido con electrolito de dióxido de manganeso o electrolito de polímero se dañan por las corrientes pico o de pulso. ^{[51] [52]} Los capacitores de tantalio sólido que están expuestos a corrientes de impulso, pico o pulso, por ejemplo, en circuitos altamente inductivos, deben usarse con una reducción de voltaje. Si es posible, el perfil de voltaje debe ser una rampa de encendido, ya que esto reduce la corriente máxima experimentada por el capacitor.

Corriente de fuga

Comportamiento general de fuga de condensadores electrolíticos: corriente de fuga en función del tiempo dependiendo del tipo de electrolito.${\displaystyle I_{leak}}$${\displaystyle t}$

  no sólido, alto contenido de agua

  no sólido, orgánico

  sólido, polímero

Para los condensadores electrolíticos, la corriente de fuga de CC (DCL) es una característica especial que no tienen otros condensadores convencionales. Esta corriente está representada por la _{fuga de} la resistencia R en paralelo con el condensador en el circuito equivalente en serie de condensadores electrolíticos.

Las razones de la fuga de corriente son diferentes entre los condensadores electrolíticos con electrolito no sólido y con electrolito sólido o más comunes para los condensadores electrolíticos de aluminio "húmedo" y para los condensadores electrolíticos de tantalio "sólido" con electrolito de dióxido de manganeso, así como para los condensadores electrolíticos con electrolitos de polímero. Para los condensadores electrolíticos de aluminio no sólido, la corriente de fuga incluye todas las imperfecciones debilitadas del dieléctrico causadas por procesos químicos no deseados que tienen lugar durante el tiempo sin voltaje aplicado (tiempo de almacenamiento) entre ciclos operativos. Estos procesos químicos no deseados dependen del tipo de electrolito. Los electrolitos con contenido de agua o electrolitos a base de agua son más agresivos para la capa de óxido de aluminio que los electrolitos a base de líquidos orgánicos.Esta es la razón por la que diferentes series de condensadores electrolíticos especifican diferentes tiempos de almacenamiento sin instrucciones de reforma.^[72]

La aplicación de un voltaje positivo a un condensador "húmedo" provoca un proceso de reforma (autocuración) que repara todas las capas dieléctricas debilitadas y la corriente de fuga permanece en un nivel bajo. ^[73]

Aunque la corriente de fuga de los e-caps no sólidos es más alta que el flujo de corriente sobre la resistencia de aislamiento en los condensadores cerámicos o de película, la autodescarga de los condensadores electrolíticos no sólidos modernos con electrolitos orgánicos lleva varias semanas.

Las principales causas de DCL para condensadores de tantalio sólido incluyen la ruptura eléctrica del dieléctrico, las rutas conductoras debido a impurezas o una mala anodización, el desvío del dieléctrico debido al exceso de dióxido de manganeso, las rutas de humedad o los conductores del cátodo (carbono, plata). ^[74] Esta corriente de fuga "normal" en los condensadores de electrolitos sólidos no puede reducirse mediante la "curación", porque en condiciones normales los electrolitos sólidos no pueden proporcionar oxígeno para los procesos de formación. Esta afirmación no debe confundirse con el proceso de autorreparación durante la cristalización del campo, consulte a continuación, Fiabilidad (tasa de fallos).

La especificación de la corriente de fuga en las hojas de datos a menudo se da multiplicando el valor de capacitancia nominal C _R por el valor de la tensión nominal U _R junto con una cifra adicional, medida después de un tiempo de medición de 2 o 5 minutos, por ejemplo:

${\displaystyle I_{\mathrm {Leak} }=0{,}01\,\mathrm {{A} \over {V\cdot F}} \cdot U_{\mathrm {R} }\cdot C_{\mathrm {R} }+3\,\mathrm {\mu A} }$

El valor de la corriente de fuga depende del voltaje aplicado, de la temperatura del condensador y del tiempo de medición. La corriente de fuga en los condensadores electrolíticos sólidos _de tantalio MnO ₂ generalmente cae mucho más rápido que en los condensadores electrolíticos no sólidos, pero permanece en el nivel alcanzado.

Absorción dieléctrica (remojo)

Artículo principal: Absorción dieléctrica

La absorción dieléctrica ocurre cuando un capacitor que ha permanecido cargado durante mucho tiempo se descarga solo de manera incompleta cuando se descarga brevemente. Aunque un capacitor ideal alcanzaría cero voltios después de la descarga, los capacitores reales desarrollan un pequeño voltaje a partir de la descarga de dipolo retardada, un fenómeno que también se llama relajación dieléctrica , "remojo" o "acción de la batería".

Valores de absorción dieléctrica para algunos condensadores de uso frecuente

Tipo de condensador	Absorción dieléctrica
Condensadores electrolíticos de tantalio con electrolito sólido	2 a 3%, [75] 10% [76]
Condensador electrolítico de aluminio con electrolito no sólido	10 a 15% [77]

La absorción dieléctrica puede ser un problema en circuitos en los que se utilizan corrientes muy pequeñas en la función de un circuito electrónico, como los integradores de constantes de tiempo prolongado o los circuitos de muestreo y retención . ^[78] En la mayoría de las aplicaciones de condensadores electrolíticos que admiten líneas de suministro de energía, la absorción dieléctrica no es un problema.

Pero especialmente para condensadores electrolíticos con voltaje nominal alto, el voltaje en los terminales generado por la absorción dieléctrica puede ser un riesgo de seguridad para el personal o los circuitos. Para evitar descargas, la mayoría de los condensadores muy grandes se envían con cables de cortocircuito que deben quitarse antes de utilizar los condensadores. ^[79]

Características operativas

Fiabilidad (tasa de fallos)

Curva de bañera con tiempos de “fallas tempranas”, “fallas aleatorias” y fallas por desgaste ”. El tiempo de fallas aleatorias es el tiempo de tasa de fallas constante y se corresponde con la vida útil de los e-caps no sólidos.

La confiabilidad de un componente es una propiedad que indica qué tan confiablemente este componente realiza su función en un intervalo de tiempo. Está sujeto a un proceso estocástico y puede describirse cualitativa y cuantitativamente; no se puede medir directamente. La confiabilidad de los capacitores electrolíticos se determina empíricamente identificando la tasa de fallas en la producción que acompaña a las pruebas de resistencia , consulte Ingeniería de confiabilidad .

La confiabilidad normalmente se muestra como una curva de bañera y se divide en tres áreas: fallas tempranas o fallas de mortalidad infantil, fallas aleatorias constantes y fallas por desgaste. Las fallas totalizadas en una tasa de fallas son fallas de cortocircuito, circuito abierto y degradación (que exceden los parámetros eléctricos).

La fiabilidad de predicción se expresa generalmente en una tasa de fracaso λ, abreviado FIT ( F ailures I n T ime]. Este es el número de fallos que puede esperarse en un mil millones (10 ⁹ )-hora de componentes de funcionamiento (por ejemplo, 1000 Componentes durante 1 millón de horas, o 1 millón de componentes durante 1000 horas, que es 1 ppm / 1000 horas) en condiciones de trabajo fijas durante el período de fallas aleatorias constantes. Este modelo de tasa de fallas asume implícitamente la idea de "falla aleatoria". Los componentes individuales fallan en tiempos aleatorios pero a un ritmo predecible.

Se necesitarían miles de millones de horas unitarias de capacitores probados para establecer tasas de falla en el rango de nivel muy bajo que se requieren hoy para garantizar la producción de grandes cantidades de componentes sin fallas. Esto requiere alrededor de un millón de unidades durante un largo período de tiempo, lo que significa una gran cantidad de personal y una financiación considerable. ^[80] Las tasas de falla probadas a menudo se complementan con cifras resultantes de la retroalimentación de campo de grandes usuarios con respecto a componentes fallados (tasa de falla de campo), que en su mayoría resulta en una tasa de falla más baja que la probada.

El valor recíproco de FIT es el tiempo medio entre fallos (MTBF).

Las condiciones de operación estándar para el FIT tasa de fracaso son 40 ° C y 0,5 U _R . Para otras condiciones de voltaje aplicado, carga de corriente, temperatura, valor de capacitancia, resistencia del circuito (para capacitores de tantalio), influencias mecánicas y humedad, la cifra FIT puede recalcularse con factores de aceleración estandarizados para contextos industriales ^[81] o militares ^[82] . Cuanto mayor sea la temperatura y el voltaje aplicado, mayor será la tasa de fallas, por ejemplo.

La fuente más citada para volver a calcular la tasa de fallas es MIL-HDBK-217F, la “biblia” de los cálculos de la tasa de fallas para componentes electrónicos. SQC Online, la calculadora estadística en línea para muestreo de aceptación y control de calidad, proporciona una herramienta en línea para un examen breve para calcular valores de tasa de falla dados para condiciones de aplicación determinadas. ^[83]

Algunos fabricantes pueden tener sus propias tablas de cálculo FIT para condensadores de tantalio. ^{[84] [85]} o para condensadores de aluminio ^[86]

Para los capacitores de tantalio, la tasa de falla se especifica a menudo en esencia a 85 ° C y el voltaje nominal U _R como condiciones de referencia y se expresa como porcentaje de componentes fallados por mil horas (n% / 1000 h). Es decir, “n” número de componentes fallidos por 10 ⁵ horas, o en FIT el valor de diez mil veces por 10 ⁹ horas.

Los condensadores de tantalio son ahora componentes muy fiables. La mejora continua en las tecnologías de condensadores y polvo de tantalio ha dado como resultado una reducción significativa en la cantidad de impurezas que anteriormente causaban la mayoría de las fallas de cristalización de campo. Comercialmente disponibles condensadores de tantalio producidos industrialmente han alcanzado ahora como productos estándar el alto nivel de MIL "C" nivel, que es 0,01% / 1.000 h a 85 ° C y U _R o 1 fallo por 10 ⁷ horas a 85 ° C y U _R . ^[87] Recalculado en FIT con los factores de aceleración provenientes de MIL HDKB 217F a 40 ° C y 0.5, U _R es la tasa de falla. Para un capacitor de chip de tantalio de 100 µF / 25 V usado con una resistencia en serie de 0.1 Ω, la tasa de falla es 0.02 FIT.

Los condensadores electrolíticos de aluminio no utilizan una especificación en "% por 1000 ha 85 ° C y U _R ". Utilizan la especificación FIT con 40 ° C y 0,5 U _R como condiciones de referencia. Los condensadores electrolíticos de aluminio son componentes muy fiables. Las cifras publicadas muestran para los tipos de bajo voltaje (6.3… 160 V) tasas FIT en el rango de 1 a 20 FIT ^[88] y para los tipos de alto voltaje (> 160… 550 V) tasas FIT en el rango de 20 a 200 FIT. ^[86] Las tasas de fallas en el campo para los e-caps de aluminio están en el rango de 0.5 a 20 FIT. ^{[86] [88] [89]}

Las cifras publicadas muestran que ambos tipos de condensadores, tantalio y aluminio, son componentes confiables, comparables con otros componentes electrónicos y logran un funcionamiento seguro durante décadas en condiciones normales. Pero existe una gran diferencia en el caso de fallas por desgaste . Los capacitores de tantalio con electrolito sólido no tienen mecanismo de desgaste, por lo que la tasa de falla constante es mínima, hasta el punto en que fallan todos los capacitores. Los condensadores electrolíticos con electrolito no sólido, sin embargo, tienen un tiempo limitado de fallas aleatorias constantes hasta el momento en que comienzan las fallas por desgaste. Este tiempo de la tasa de falla aleatoria constante se corresponde con la vida útil o la vida útil de los condensadores electrolíticos de aluminio "húmedo".

De por vida

Los valores eléctricos de los condensadores electrolíticos de aluminio con electrolito no sólido cambian con el tiempo debido a la evaporación del electrolito. Al alcanzar los límites especificados de los parámetros eléctricos, el tiempo de la tasa de falla constante termina y es el final de la vida útil del capacitor. El gráfico muestra este comportamiento en una prueba de resistencia de 2000 h a 105 ° C.

La vida útil , la vida útil, la vida de carga o vida útil de los condensadores electrolíticos es una característica especial de los condensadores electrolíticos de aluminio no sólido, cuyo electrolito líquido puede evaporarse con el tiempo. Bajar el nivel de electrolito influye en los parámetros eléctricos de los condensadores. La capacitancia disminuye y la impedancia y la ESR aumentan con cantidades decrecientes de electrolito. Este secado muy lento del electrolito depende de la temperatura, la carga de corriente de ondulación aplicada y el voltaje aplicado. Cuanto más bajos sean estos parámetros en comparación con sus valores máximos, mayor será la "vida" del condensador. El punto de “fin de vida útil” se define por la aparición de fallas por desgaste o fallas por degradación cuando la capacitancia, impedancia, ESR o corriente de fuga exceden sus límites de cambio especificados.

La vida útil es una especificación de una colección de condensadores probados y ofrece una expectativa del comportamiento de tipos similares. Esta definición de vida útil se corresponde con el tiempo de la tasa de falla aleatoria constante en la curva de la bañera.

Pero incluso después de exceder los límites especificados y los condensadores habiendo alcanzado su “fin de vida”, el circuito electrónico no está en peligro inmediato; solo se reduce la funcionalidad de los condensadores. Con los altos niveles actuales de pureza en la fabricación de condensadores electrolíticos, no es de esperar que se produzcan cortocircuitos después del final de su vida útil con evaporación progresiva combinada con degradación de los parámetros.

La vida útil de los condensadores electrolíticos de aluminio no sólido se especifica en términos de "horas por temperatura", como "2000 h / 105 ° C". Con esta especificación, la vida útil en condiciones operativas se puede estimar mediante fórmulas especiales o gráficos especificados en los datos. hojas de fabricantes serios. Utilizan diferentes formas de especificación, algunos dan fórmulas especiales, ^{[90] [91]} otros especifican el cálculo de la vida útil de los e-caps con gráficos que consideran la influencia de la tensión aplicada. ^{[88] [92] [93] [94]} El principio básico para calcular el tiempo en condiciones operacionales es la denominada "regla de los 10 grados". ^{[95] [96] [97]}

Esta regla también se conoce como regla de Arrhenius . Caracteriza el cambio de velocidad de reacción térmica. Por cada 10 ° C de temperatura más baja, la evaporación se reduce a la mitad. Eso significa que por cada 10 ° C de temperatura más baja, la vida útil de los condensadores se duplica. Si la especificación de vida útil de un capacitor electrolítico es, por ejemplo, 2000 h / 105 ° C, la vida útil del capacitor a 45 ° C se puede "calcular" como 128,000 horas, es decir, aproximadamente 15 años, utilizando la regla de los 10 grados. .

Sin embargo, los condensadores electrolíticos de polímero sólido, los condensadores electrolíticos de aluminio y de tántalo y niobio también tienen una especificación de por vida. El electrolito de polímero tiene un pequeño deterioro de la conductividad causado por un mecanismo de degradación térmica en el polímero conductor. La conductividad eléctrica disminuye en función del tiempo, de acuerdo con una estructura de tipo metal granular, en la que el envejecimiento se debe al encogimiento de los granos de polímero conductor. ^[98] La vida útil de los condensadores electrolíticos de polímero se especifica en términos similares a los de los e-caps no sólidos, pero su cálculo de vida útil sigue otras reglas, lo que lleva a vidas operativas mucho más largas. ^{[99] [100] [101]}

Los condensadores electrolíticos de tantalio con electrolito de dióxido de manganeso sólido no tienen fallas por desgaste, por lo que no tienen una especificación de por vida en el sentido de los condensadores electrolíticos de aluminio no sólido. Además, los condensadores de tantalio con electrolito no sólido, los "tantalios húmedos", no tienen una especificación de por vida porque están sellados herméticamente y se minimiza la evaporación del electrolito.

Modos de falla, mecanismo de autorreparación y reglas de aplicación

Los muchos tipos diferentes de condensadores electrolíticos muestran diferencias en el comportamiento eléctrico a largo plazo, sus modos de falla inherentes y su mecanismo de autocuración. Las reglas de aplicación para los tipos con un modo de falla inherente se especifican para garantizar condensadores con alta confiabilidad y larga vida útil.

Comportamiento eléctrico a largo plazo, modos de falla, mecanismo de autorreparación y reglas de aplicación de los diferentes tipos de condensadores electrolíticos.

Tipo de condensadores electrolíticos	Comportamiento eléctrico a largo plazo	Modos de fallo	Mecanismo de autocuración	Reglas de aplicación
Condensadores electrolíticos de aluminio, electrolito no sólido	Secando con el tiempo, la capacitancia disminuye, la ESR aumenta	no determinable único	Nuevo óxido generado (formación) aplicando un voltaje	Cálculo de por vida
Condensadores electrolíticos de aluminio, electrolito de polímero sólido	Deterioro de la conductividad, aumenta la ESR	no determinable único	Aislamiento de fallas en el dieléctrico por oxidación o evaporación del electrolito polimérico	Cálculo de por vida
Tantalio condensadores electrolíticos, sólido MnO 2 electrolito	Estable	Cristalización de campo [87] [102]	Aislamiento inducido térmicamente de fallas en el dieléctrico por oxidación del electrolito MnO 2 en MnO 2 O 3 aislante si la disponibilidad de corriente es limitada	Reducción de voltaje 50% Resistencia en serie 3 Ω / V [103] [104]
Condensadores electrolíticos de tantalio, electrolito de polímero sólido	Deterioro de la conductividad, aumenta la ESR	Cristalización de campo [87] [102]	Aislamiento de fallas en el dieléctrico por oxidación o evaporación del electrolito polimérico	Reducción de voltaje 20% [103] [104]
Condensadores electrolíticos niobio, sólido MnO 2 electrolito	Estable	no determinable único	Aislamiento inducido térmicamente de fallas en el dieléctrico por oxidación de Nb 2 O 5 en NbO 2 aislante	Ánodo de niobio: reducción del voltaje del 50% Ánodo de óxido de niobio: reducción del voltaje del 20% [103] [104]
Condensadores electrolíticos de niobio, electrolito de polímero sólido	Deterioro de la conductividad, aumenta la ESR	no determinable único	Aislamiento de fallas en el dieléctrico por oxidación o evaporación del electrolito polimérico	Ánodo de niobio: reducción del voltaje del 50% Ánodo de óxido de niobio: reducción del voltaje del 20% [103] [104]
Condensadores electrolíticos de aluminio híbridos, polímero sólido + electrolito no sólido	Deterioro de la conductividad, secado con el tiempo, disminución de la capacitancia, aumento de la ESR	no determinable único	Nuevo óxido generado (formación) aplicando un voltaje	Cálculo de por vida

Rendimiento después del almacenamiento

Todos los condensadores electrolíticos se "envejecen" durante la fabricación mediante la aplicación de voltaje nominal a alta temperatura durante un tiempo suficiente para reparar todas las grietas y debilidades que puedan haber ocurrido durante la producción. Sin embargo, puede surgir un problema particular con los modelos de aluminio no sólido después de períodos de almacenamiento o de inactividad. Los procesos químicos (corrosión) pueden debilitar la capa de óxido, lo que puede provocar una mayor corriente de fuga. La mayoría de los sistemas electrolíticos modernos son químicamente inertes y no presentan problemas de corrosión, incluso después de períodos de almacenamiento de dos años o más. Los condensadores electrolíticos no sólidos que utilizan disolventes orgánicos como GBL como electrolito no tienen problemas con una alta corriente de fuga después de períodos de almacenamiento más prolongados. ^[73] Se pueden almacenar hasta 10 años sin problemas ^[61]

Los tiempos de almacenamiento se pueden probar mediante pruebas aceleradas de vida útil, que requieren almacenamiento sin voltaje aplicado a la temperatura de categoría superior durante un período determinado, generalmente 1000 horas. Esta prueba de vida útil es un buen indicador de la estabilidad química y de la capa de óxido, porque todas las reacciones químicas se aceleran con temperaturas más altas. Casi todas las series comerciales de condensadores electrolíticos no sólidos cumplen con la prueba de vida útil de 1000 horas. Sin embargo, muchas series se especifican solo para dos años de almacenamiento. Esto también asegura la continua soldabilidad de los terminales.

Para equipos de radio antiguos o para capacitores electrolíticos construidos en la década de 1970 o antes, el "preacondicionamiento" puede ser apropiado. Para ello, la tensión nominal se aplica al condensador a través de una resistencia en serie de aproximadamente 1 kΩ durante una hora. La aplicación de voltaje a través de una resistencia de seguridad repara la capa de óxido por autocuración. Los condensadores que no cumplen los requisitos de corriente de fuga después del preacondicionamiento pueden haber sufrido daños mecánicos. ^[94]

Los condensadores electrolíticos con electrolitos sólidos no tienen requisitos previos.

Información adicional

Símbolos de condensadores

Símbolos de condensadores electrolíticos

• Capacitor electrolítico

• Capacitor electrolítico

• Capacitor electrolítico

• Condensador electrolítico bipolar

Conexión en paralelo

Los condensadores electrolíticos más pequeños o de bajo voltaje se pueden conectar en paralelo sin ninguna acción de corrección de seguridad. Los condensadores de gran tamaño, especialmente los de gran tamaño y los tipos de alto voltaje, deben protegerse individualmente contra la carga de energía repentina de todo el banco de condensadores debido a una muestra defectuosa.

Conexión en serie

Algunas aplicaciones, como los convertidores CA / CA con enlace CC para controles de frecuencia en redes trifásicas, necesitan los condensadores electrolíticos de aluminio de mayor voltaje que suelen ofrecer. Para tales aplicaciones, los condensadores electrolíticos se pueden conectar en serie para aumentar la capacidad de resistencia al voltaje. Durante la carga, el voltaje en cada uno de los condensadores conectados en serie es proporcional a la inversa de la corriente de fuga del condensador individual. Dado que cada condensador difiere un poco en la corriente de fuga individual, los condensadores con una corriente de fuga más alta obtendrán menos voltaje. El equilibrio de voltaje sobre los condensadores conectados en serie no es simétrico. Se debe proporcionar un equilibrio de voltaje pasivo o activo para estabilizar el voltaje en cada condensador individual.^{[61] [94]}

Marcado de polaridad

• Marcado de polaridad para condensadores electrolíticos de aluminio sólido y no sólido
• Los condensadores electrolíticos con electrolito no sólido tienen una marca de polaridad en el lado del cátodo ( menos )

• Los condensadores electrolíticos con electrolito sólido tienen una marca de polaridad en el lado del ánodo ( positivo ), excepto en el caso de los condensadores de polímero de terminales cilíndricos (de un solo extremo) y SMD (chip en V) ^[105]

Marcado de polaridad para condensadores electrolíticos de polímero

Los condensadores rectangulares de polímero, tanto de tantalio como de aluminio, tienen una marca de polaridad en el lado del ánodo ( más )	Los condensadores de polímero cilíndricos tienen una marca de polaridad en el lado del cátodo ( menos )

Marcas impresas

Los condensadores electrolíticos, como la mayoría de los demás componentes electrónicos y si hay suficiente espacio disponible, tienen marcas impresas para indicar el fabricante, el tipo, las características eléctricas y térmicas y la fecha de fabricación. Si son lo suficientemente grandes, el condensador está marcado con

• nombre o marca comercial del fabricante;
• designación de tipo del fabricante;
• polaridad de las terminaciones (para condensadores polarizados)
• capacitancia nominal;
• tolerancia en capacitancia nominal
• voltaje nominal y naturaleza del suministro (CA o CC)
• categoría climática o temperatura nominal;
• año y mes (o semana) de fabricación;
• marcas de certificación de normas de seguridad (para condensadores de supresión de EMI / RFI de seguridad)

Los capacitores polarizados tienen marcas de polaridad, generalmente un signo "-" (menos) en el lado del electrodo negativo para capacitores electrolíticos o una raya o un signo "+" (más). Además, la ventaja negativa de los e-caps "húmedos" con plomo suele ser más corta.

Los condensadores más pequeños utilizan una notación abreviada. El formato más utilizado es: XYZ J / K / M “V”, donde XYZ representa la capacitancia (calculada como XY × 10 ^Z pF), las letras K o M indican la tolerancia (± 10% y ± 20% respectivamente) y "V" representa el voltaje de trabajo.

Ejemplos:

• 105K 330V implica una capacitancia de 10 × 10 ⁵ pF = 1 µF (K = ± 10%) con una tensión nominal de 330 V.
• 476M 100V implica una capacitancia de 47 × 10 ⁶ pF = 47 µF (M = ± 20%) con una tensión nominal de 100 V.

La capacitancia, la tolerancia y la fecha de fabricación se pueden indicar con un código corto especificado en IEC / EN 60062. Ejemplos de marcación corta de la capacitancia nominal (microfaradios): µ47 = 0,47 µF, 4µ7 = 4,7 µF, 47µ = 47 µF

La fecha de fabricación se imprime a menudo de acuerdo con las normas internacionales.

• Versión 1: codificación con código numérico año / semana, "1208" es "2012, semana número 8".
• Versión 2: codificación con código de año / código de mes. Los códigos de año son: "R" = 2003, "S" = 2004, "T" = 2005, "U" = 2006, "V" = 2007, "W" = 2008, "X" = 2009, "A" = 2010, "B" = 2011, "C" = 2012, "D" = 2013, "E" = 2014, etc. Los códigos de mes son: "1" a "9" = enero a septiembre, "O" = Octubre, "N" = noviembre, "D" = diciembre. "X5" es entonces "2009, mayo"

Para condensadores muy pequeños no es posible marcar. Aquí solo la trazabilidad de los fabricantes puede garantizar la identificación de un tipo.

Estandarización

La estandarización para todos los componentes eléctricos , electrónicos y tecnologías relacionadas sigue las reglas dadas por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), ^[106] una organización internacional de estándares no gubernamental y sin fines de lucro . ^{[107] [108]}

La definición de las características y el procedimiento de los métodos de prueba de los condensadores para su uso en equipos electrónicos se establecen en la especificación genérica :

• IEC / EN 60384-1 - Condensadores fijos para uso en equipos electrónicos

Las pruebas y requisitos que deben cumplir los condensadores electrolíticos de aluminio y tantalio para su uso en equipos electrónicos para su aprobación como tipos estandarizados se establecen en las siguientes especificaciones seccionales :

• IEC / EN 60384-3— Condensadores electrolíticos de tantalio fijos de montaje en superficie con electrolito sólido de dióxido de manganeso
• IEC / EN 60384-4— Condensadores electrolíticos de aluminio con electrolito sólido (MnO ₂ ) y no sólido
• IEC / EN 60384-15— Condensadores de tantalio fijos con electrolito sólido y no sólido
• IEC / EN 60384-18: condensadores electrolíticos de aluminio fijos de montaje en superficie con electrolito sólido (MnO ₂ ) y no sólido
• IEC / EN 60384-24— Condensadores electrolíticos de tantalio fijos de montaje en superficie con electrolito sólido de polímero conductor
• IEC / EN 60384-25— Condensadores electrolíticos de aluminio fijos de montaje en superficie con electrolito sólido de polímero conductor
• IEC / EN 60384-26— Condensadores electrolíticos de aluminio fijos con electrolito sólido de polímero conductor

Mercado

El mercado de condensadores electrolíticos en 2008 era aproximadamente el 30% del mercado total en valor

• Condensadores electrolíticos de aluminio: 3.900 millones de dólares (22%);
• Condensadores electrolíticos de tantalio: 2.200 millones de dólares (12%);

En número de piezas, estos condensadores cubren alrededor del 10% del mercado total de condensadores, o alrededor de 100 a 120 mil millones de piezas. ^[109]

Fabricantes y productos

Fabricantes operativos en todo el mundo y su programa de productos de condensadores electrolíticos

Fabricante	Condensadores electrolíticos de aluminio				Condensadores electrolíticos de tantalio			Condensadores electrolíticos de niobio
	SMD radial	Potencia SI, ST	Polímero SMD radial	Híbrido de polímero	SMD MnO 2	Polímero SMD	Electrolito húmedo	Polímero SMD MnO 2
AVX	-	-	-	-	X	X	X	X
CapXon	X	X	X	X	-	-	-	-
CDE Cornell Dubilier	X	X	X	X	X	X	-	-
Industrias de condensadores	-	X	-	-	-	-	-	-
Chinsan, (Élite)	X	X	X	-	-	-	-	-
Daewoo, (Partsnic)	X	X	-	-	-	-	-	-
Elna	X	X	X	-	-	-	-	-
Grupo exxelia	-	X	-	-	X	X	-	-
Frolyt	X	X	-	-	-	-	-	-
Hitachi	-	X	-	-	-	-	-	-
Hitano	X	X	X	-	X	-	-	-
Segundo	-	X	-	-	-	-	-	-
Jackcon	X	X	-	-	-	-	-	-
Jianghai	X	X	X	-	-	-	-	-
Kaimei Electronic Corp, (Jamicon)	X	X	-	-	-	-	-	-
KEMET	X	X	X	-	X	X	X	-
Lelon	X	X	X	-	-	-	-	-
HOMBRE YUE, (Samxon)	X	X	-	-	-	-	-	-
NEC Tokin	-	-	-	-	X	-	X	-
Nippon Chemi-Con	X	X	X	X	-	-	-	-
NIC	X	X	X	X	X	-	X	-
Nichicon	X	X	X	-	-	-	-	-
Panasonic, Matsushita	X	X	X	X	-	-	X	-
Richey	X	X	-	-	-	-	-	-
ROHM	-	-	-	-	X	-	X	-
Rubycon	X	X	X	-	-	-	-	-
Samwha	X	X	X	-	-	-	-	-
Industria electrónica SUN	X	-	-	X	-	-	-	-
TDK EPCOS	X	X	-	-	-	-	-	-
Teapo (Luxon)	X	X	X	-	-	-	-	-
Vishay	X	X	X	-	X	X	X	X
Yageo	X	X	X	-	-	-	-	-

Fecha de la mesa: marzo de 2015

Ver también

• Serie E de números preferidos
• Tipos de condensador

Referencias

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Lectura adicional

• El condensador electrolítico ; 1ª Ed; Alexander Georgiev; Libros de Murray Hill; 191 páginas; 1945. (archivo)

Enlaces externos

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