Condensadores calientes: ¿Es eso un problema?

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Primero quiero decir que no tengo experiencia con el calentamiento de los condensadores, por lo que este puede ser obvio.

Recientemente he reemplazado un conjunto de condensadores electrolíticos de aluminio en un módem ADSL. Los originales se ventilaron. Se clasificaron a 105 ° C, así que obtuve unos condensadores de 105 ° C (de la misma tensión nominal) como reemplazo. Desafortunadamente, no pude encontrar condensadores del mismo tamaño, por lo que el módem ahora está fuera de su caja de plástico.

De todos modos, noté que los condensadores se están calentando. Esta es la primera vez que me di cuenta de algo así. Todos los otros condensadores que he tocado siempre fueron geniales, incluso cuando se usan en una PCB caliente. Entonces obtengo 45.5 ° C en la tapa de los condensadores. La temperatura exterior es de 27.8 ° C. La temperatura de la PCB en sí misma (medida a partir de una almohadilla de soldadura expuesta, no poblada) es de 35.7 ° C.

Entiendo que los capacitores deberían poder tomar la temperatura sin ningún problema, pero aún me parece un poco demasiado alto.

Entonces, ¿es normal que los condensadores se calienten tanto? No pude determinar las propiedades exactas de los condensadores originales (y Google no está familiarizado con las inscripciones en ellos), por lo que obtuve algunos condensadores de "bajo ESR" por si acaso.

ACTUALIZACIÓN: los condensadores están clasificados a 25 V (trabajando a 12 V) y tienen una capacidad de \ $ 470 \ mu F \ $. El módem se compró en 2008. Y estuvo trabajando más o menos continuamente (con no más de dos meses de inactividad durante ese período) desde entonces hasta hace un mes.

    
pregunta AndrejaKo

3 respuestas

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Supondré que estos son condensadores de alimentación.

Respuesta corta:

  • 45C es tolerable.
  • Cooler sería mejor.
  • Tomar medidas para minimizar la temperatura mejorará la vida útil, especialmente en una aplicación continua.
  • Todos los condensadores especificados de manera similar no se crean igual. La marca puede importar.

¡Largo! respuesta:

Eso es más caliente de lo que cabría esperar en un circuito de fuente de alimentación simple, pero debería ser tolerable, pero vea a continuación la vida útil de funcionamiento que puede esperar. La "regla de oro" es que las mitades de vida del condensador por cada 10 grados C de aumento de temperatura. Si sus condensadores son ~ 45C externamente, suponga que el núcleo está en, digamos, 55C. Eso es (105-55) = 50C más bajo que el nominal, por lo que la vida útil será aproximadamente 2 ^ 5 = 32 veces más que la clasificación nominal. La mayoría de los capacitores (especialmente los que tienen una clasificación de 105C) tienen una clasificación de 2000 horas o más, por lo que puede esperar una vida útil de aproximadamente 2000 x 32 = 64000 horas o aproximadamente 8 años de funcionamiento continuo. Incluso si la temperatura central fuera de 65 ° C, daría 4 años continuos. Si el módem se ejecuta las 24 horas del día, los 7 días de la semana, como puede ser, la falla del condensador en el plazo de tiempo de 2 a 10 años no es inesperada. ¿Qué vida obtuviste de los condensadores originales? ¿Y el módem fue operado continuamente?

Los condensadores también están clasificados para la "corriente de ondulación" y exceder la corriente nominal de ondulación aumentará el calentamiento interno y reducirá la vida útil. Este es un efecto aditivo con la temperatura. por ejemplo, si dos condensadores funcionan a 50 ° C, el que tenga una corriente de ondulación mayor tendrá una vida útil más corta. Las fórmulas están disponibles para permitir cálculos de reducción de la vida útil de la corriente de rizado (no disponible en la actualidad, puedo proporcionar si son útiles).

Las clasificaciones de corriente de ondulación pueden variar ampliamente entre el modelo de capacitor y el fabricante. Se recomienda el uso de una marca reconocida de capacitores en aplicaciones exigentes, ya que las hojas de especificaciones para marcas desconocidas a menudo son sospechosas, a menudo se han copiado de las de otros fabricantes. [[Esta reclamación se basa en mi seguimiento personal de la fuente de un número significativo de hojas de datos de condensadores y otros productos cuando las reclamaciones no parecían coincidir con la realidad. La búsqueda en Internet de una frase inusual a menudo permitirá localizar la fuente.]]

El funcionamiento de su módem sin su estuche puede reducir la temperatura de funcionamiento del capacitor y aumentar la vida útil. Cualquier otra cosa que pueda hacer sensiblemente para reducir la temperatura ambiente también ayudará. Si mide una temperatura máxima de 45C en una habitación ambiental de 20C, si luego opera el módem en un gabinete de 30C, la temperatura de la tapa probablemente será de 55C o superior.

El enfriamiento del ventilador puede tener sentido. Pero tal vez sea preferible reemplazar las tapas cuando fallan o comprar un módem nuevo. Los disipadores de calor para los condensadores no son desconocidos pero no son comunes. Cualquier cosa que pueda hacer para mejorar sensiblemente el flujo de aire ayudará. por ejemplo, si no tiene un caso, la orientación puede no importar mucho, por lo que puede ser posible orientarlo para mejorar el flujo de aire.

Una hoja de datos o información del fabricante debe indicarle

  • Temperatura de funcionamiento nominal.
  • Vida útil a temperatura nominal.
  • Corriente de rizado.
  • ESR (con menos frecuencia)

Si no te dicen las tres primeras, compra otra marca. La ESR es importante pero está razonablemente bien correlacionada con los otros parámetros. Puede comprar condensadores con una duración de 3000 horas o 5000 horas o incluso más a la temperatura nominal, pero el costo puede ser mayor o mucho más alto. Puede comprar capacitores con índices de temperatura superiores a 105 ° C, pero generalmente son mucho menos comunes y probablemente más caros.

Hay muchos conocidos y amp; Marcas de renombre. Panasonic tiene una amplia gama de calificaciones, generalmente parecen "saber lo que hacen" y, a menudo, no son mucho más caras que las marcas poco conocidas o desconocidas. Ciertamente, no son las únicas marcas a considerar, sino que son un buen punto de partida.

Distribuidores como Digikey (www.digikey.com) ofrecen una amplia gama de marcas y modelos. Digikey tiene un excelente motor de búsqueda paramétrico que le permite subcontratar de forma selectiva en función de muchos parámetros diferentes. Incluso si compra en otro lugar, su motor de búsqueda de productos es una herramienta útil. También vea www.findchips.com [[No hay asociación con Panasonic o Digikey aparte de ser un usuario satisfecho y un usuario / usuario de base de datos.]]

    
respondido por el Russell McMahon
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45C en sí no es un problema.

Es posible que se estén calentando debido a que algunas cosas de alta frecuencia están en marcha. Intente soldar algunas cerámicas 1-10uF en forma paralela. Tal vez mejorará un poco las cosas si la frecuencia de trabajo es muy alta (aunque es poco probable) .

Además, si los originales fueran polímeros, es posible que su ESR bajo no sea lo suficientemente bueno (también, poco probable para el módem ADSL).

Y, por último, doble polarización y amp; voltaje nominal del condensador y compárelo con el voltaje real.

    
respondido por el BarsMonster
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Los condensadores electrolíticos de aluminio tienen una vida útil corta y son el punto débil de los productos electrónicos, y su vida útil se ve afectada por la temperatura. Russell ya mencionó la regla de doble vida por cada 10 grados: por cada 10 ° C que permanezca por debajo de la temperatura especificada, se duplicará. Así que mientras más frío puedas mantenerlos, mejor. Los viejos pueden haber sufrido un diseño deficiente, donde hay mucha disipación de energía en un pequeño recinto.

45 ° C no calienta en absoluto , especialmente cuando el ambiente es casi 28 ° C (temperaturas agradables en Belgrado). Es una diferencia de menos de 18 ° C, un valor que puede esperarse fácilmente de cualquier condensador electrolítico que tenga que hacer algún trabajo (lea: ve la ondulación). Las tapas más frías probablemente tienen un voltaje de CC bastante plano sobre ellas.

Si está preocupado por la vida útil (¿es probable que el módem esté encendido continuamente?) puede buscar un condensador especificado para 125 ° C, esto debería darle una vida útil 4 veces más larga o un tipo de larga duración . 5000 horas no es infrecuente, y he visto valores de hasta 10000 horas, busque "Aplicaciones de lastre de iluminación". (¿Quiere una larga vida real? ¿Qué hay de 100 años de vida útil esperada ?). Desafortunadamente, las partes que son de alta temperatura y de larga duración son bastante infrecuentes.

No menciona la capacitancia o el voltaje, pero tantalum en lugar de aluminio también aumentará la confiabilidad.

    
respondido por el stevenvh

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