Guia do Capacitor – Capacitor de polímero

Tempo de leitura: 4 minutes

Capacitor de polímero

 

 

O que são capacitores de polímero?

Capacitores de polímero são capacitores que usam polímeros condutores como eletrólito. Eles usam eletrólitos poliméricos sólidos em vez de eletrólitos líquidos ou gel encontrados em capacitores eletrolíticos comuns. Ao usar eletrólito sólido, a secagem do eletrólito é completamente evitada. A secagem eletrolítica é um dos fatores que limitam a vida útil dos capacitores eletrolíticos comuns. Existem vários tipos de capacitores poliméricos, incluindo capacitores poliméricos de alumínio, semicondutores orgânicos polimerizados e capacitores poliméricos condutores.

Na maioria dos casos, os capacitores de polímero podem ser usados ​​como substitutos diretos dos capacitores eletrolíticos, desde que a tensão nominal máxima não seja excedida. A tensão nominal máxima de capacitores de polímero sólido é menor que a tensão máxima de capacitores eletrolíticos clássicos: geralmente até 35 volts, embora alguns capacitores de polímero sejam feitos com tensões operacionais máximas de até 100 volts DC.

Os capacitores de polímero têm várias qualidades superiores aos capacitores de eletrólitos comuns: vida útil mais longa, temperatura máxima de trabalho mais alta, melhor estabilidade, menor resistência em série equivalente (ESR) e um modo de falha muito mais seguro. Essas qualidades têm um preço de classificação de tensão máxima mais baixa e uma faixa de capacitância mais estreita, além de um custo mais alto em comparação aos capacitores de eletrólito úmido. Esse tipo de capacitor não é tão novo: a produção começou na década de 1980 e, desde então, tem sido usada em muitas aplicações, incluindo placas-mãe de servidor e placas de aceleração gráfica de computador.

 

Definição de capacitor de polímero

Um capacitor de polímero é um capacitor que usa polímeros sólidos como eletrólito. Eles têm várias qualidades superiores, incluindo um modo de falha mais seguro, perdas mais baixas e uma vida útil mais longa que os capacitores eletrolíticos.

 

 

Características

Resistência equivalente em série

Comparados aos capacitores eletrolíticos comuns, os capacitores de polímero têm uma resistência em série equivalente mais baixa. Isso permite que os capacitores de polímero suportem correntes de ondulação mais altas durante a operação normal. Uma corrente de ondulação é o componente CA que faz com que a resistência interna de um capacitor dissipe energia e, assim, aqueça o capacitor. A VHS de capacitores de polímero é quase constante dentro da faixa de temperatura operacional, enquanto a VHS de um capacitor eletrolítico muda visivelmente com a temperatura.

Modos de confiabilidade e falha

O uso de um eletrólito sólido é uma grande vantagem sobre os capacitores eletrolíticos. Em um capacitor eletrolítico úmido, o superaquecimento pode causar a evaporação do eletrólito. À medida que evapora, a pressão se acumula no capacitor e pode estourar ou até explodir. Os capacitores de polímero sólido não correm esse risco, e seu modo de falha é muito mais seguro – o capacitor entra em curto ou começa a agir como um circuito aberto. De um modo geral, a confiabilidade dos capacitores de polímero é muito melhor do que a confiabilidade dos capacitores de eletrólitos.

Tempo de vida

Além de maior confiabilidade e operação mais segura, os capacitores de polímero sólido têm uma vida útil melhor porque o eletrólito sólido usado em sua construção não pode secar. Esse tipo de capacitor pode operar por longos períodos de tempo em temperaturas mais altas em comparação aos capacitores eletrolíticos.

Faixa de capacitância, classificação de tensão e polarização

Os capacitores de polímero são feitos com capacitâncias entre 10µF e 1mF. A classificação máxima de tensão típica é de até 35 V, mas existem capacitores de polímero com tensões operacionais máximas atingindo 100 V. Assim como os capacitores eletrolíticos comuns, esses capacitores de polímero geralmente são polarizados.

 

Construção e propriedades de capacitores de polímero

Os capacitores de polímero são feitos imprensando uma folha separadora contendo o eletrólito entre duas folhas de alumínio ou tântalo. A montagem é então rolada para obter uma forma cilíndrica. Eletrodos são adicionados e o conjunto completo é então envolto em uma caixa de alumínio. Como os capacitores de polímero sólido não são considerados componentes que provavelmente serão substituídos em um dispositivo, eles geralmente são fabricados em SMT (Surface-Mount Technology). Isso permite que eles ocupem menos espaço na placa de circuito impresso (PCB) às custas de serem mais difíceis de desoldar se forem necessárias substituições.

Os capacitores eletrolíticos comuns têm carcaças ventiladas ou carcaças com uma superfície pré-classificada, que supostamente se rompe em caso de sobrepressão e liberam os gases que se formam dentro da carcaça de maneira segura para evitar explosão em caso de superaquecimento. Normalmente, não existem pontuações ou respiradouros nos capacitores de polímero, pois não há aumento significativo de pressão em caso de falha.

 

 

Aplicações para capacitores de polímero

Devido ao seu baixo ESR, os capacitores de polímero são usados ​​em aplicações que permitem uma grande corrente de ondulação. Um exemplo dessa aplicação é um conversor DC-DC comutado. Bons exemplos são os conversores Buck, Boost e Buck-Boost, que mantêm a tensão no capacitor relativamente constante, mas produzem uma alta corrente de ondulação. O uso de um capacitor com baixa ESR é preferível nesses casos, tanto para melhorar a eficiência de energia quanto para aumentar a segurança em casos de sobrecarga e superaquecimento.

Capacitores de polímero sólido podem ser usados ​​para suavizar a tensão de uma fonte de energia para um circuito sensível, reduzindo o ruído de energia. Em tais aplicações, eles podem facilmente substituir capacitores eletrolíticos padrão, desde que a tensão operacional seja suficientemente baixa.

Eles também podem ser usados ​​para desvio de energia e desacoplamento de sinal, a fim de reduzir o ruído do sinal e o ruído de energia gerado pelo dispositivo que, de outra forma, seria transferido para a fonte de energia e poderia afetar outros dispositivos conectados a essa fonte de energia.

Os capacitores de polímero geralmente podem ser encontrados em placas-mãe de computadores, especialmente de qualidade superior, como placas-mãe de servidores, onde substituíram amplamente os capacitores eletrolíticos úmidos.

Visits: 4 Visits: 1194569