Fuga y diseño del condensador para dispositivos alimentados por batería de baja energía

Las cerámicas suelen ser la primera opción para los condensadores. Una de sus varias ventajas es la muy baja fuga. La única razón para no usar la cerámica es si necesita tanta capacidad que ocuparían demasiado espacio o costarían demasiado.

A 16-20 V, puede obtener 10s de µF de cerámica. Si eso es suficiente, no hay razón para buscar más. Si no es suficiente, primero intente conectar algunos en paralelo, luego intente diseñar específicamente el circuito para que requiera menos capacitancia. Si nada de eso funciona, entonces probablemente necesite usar electrolíticos y vivir con la corriente de fuga más alta.

Tenga en cuenta que las fugas probablemente se especifiquen en la peor condición, que será el voltaje más alto y la temperatura más alta. Tal vez la hoja de datos le dirá qué es la fuga a una temperatura más baja, pero es posible que tenga que ponerse en contacto con un ingeniero de aplicaciones de la compañía para obtener especificaciones definitivas. Probablemente sea una buena idea, ya que pueden sugerir otras cosas que puede hacer para minimizar las fugas.

Una vez más, sin embargo, la primera reacción debería ser resolver el problema con los capacitores cerámicos.

Si está utilizando el tipo típico de fórmula de 0.01CV + 2uA para calcular la corriente de fuga de un electrolítico, generalmente no hay nada como eso después de que permanece en reposo durante un tiempo. Más como unos pocos uA a decenas de uA, que a menudo es mucho menor que la corriente de descarga interna de una batería.

Aquí hay una nota de aplicación útil de Taidran (quién fabrica baterías diseñadas para suministro semipermanente de energía como para medidores de servicios públicos).

Aunque quizás en algunas aplicaciones vale la pena el costo adicional de la cerámica, si puede obtener la capacitancia suficiente para cumplir con las especificaciones (teniendo en cuenta la capacitancia reducida con el voltaje y el cambio de característica de la capacitancia inicial) a menudo no lo es. El coeficiente de voltaje puede ser un factor muy importante en la cerámica:

Editar:

¡Como puede ver, un capacitor X5R de 4.7uF 16V (tempco razonable) prácticamente desaparece (cae a 1uF) cuando se le ponen solo 12V! También envejecen (al igual que los electrolíticos) pero de manera diferente: disminuyen la capacitancia, mientras que las tapas electrolíticas aumentan en la ESR. La tapa de cerámica tiene una vida útil indefinida (a menos que se corte), mientras que el electrolítico eventualmente se desgastará a medida que aumenta la ESR, pero con un diseño adecuado que puede exceder la vida útil del producto.

Evitaría el uso de condensadores electrolíticos de polímero conductor en este tipo de aplicación. Puede considerar el uso de una tapa electrolítica regular en paralelo con una cerámica (si es necesario).