Bent u een zakelijke klant?
Deze instelling past het productassortiment en de prijzen aan uw behoeften aan.
Ja
Nee

Advies

Deze tekst is automatisch vertaald.

    

Elektrolytische condensatoren: onmisbaar in de elektronica

Slimme techniek compact verpakt: elektrolytische condensatoren worden niet alleen in de industrie en in de elektronica-industrie in hoge aantallen nodig. Ook voor elektroniktuftler en hobbyisten zijn de meest uiteenlopende condensator types onmisbare elementen van uw elektronische basisuitrusting.

  • Wat is een elektrolytische condensator?

  • Hoe is een elektrolytische condensator opgebouwd?

  • Welke elektrolytische condensator typen zijn er?

  • Schematische voorstelling van een aluminium elektrolytcondensator

  • Interessante toepassingsgebieden

  • Veelgestelde vragen: de meest voorkomende vragen over elektrolytische condensatoren

  • Conclusie: Zo koop je het juiste product

  

 

Wat is een elektrolytische condensator?

Een condensator bestaat uit twee elektrisch geleidende schijven , die zich met weinig afstand tegenover elkaar staan. Een schijf zal als anode en de andere schijf als Kathode genoemd. Zodat de beide schijven geen geleidende contact met elkaar krijgt, worden ze door het diëlectricum elektrisch van elkaar geïsoleerd.

Als hoge capaciteiten condensator van belang is, grijpen elektronica vaak en graag te elektrolytische condensatoren, kortom: condensatoren.

Een elco is een condensator, waarvan de anode van een metalen is gemaakt, maar de een dunne, elektrisch isolerende laag alumine is aangebracht. Deze ploeg vormt het diëlectricum van de condensor. De kathode van de elco bestaat uit een elektrolyt (vloeibare of vaste) die de anode omgeeft.

De capaciteit van elektrolytische condensatoren wordt gewoonlijk in µF (microfarad) aangegeven. Analoog aan de schijven condensator wordt de capaciteit de geometrie van de anode-oppervlak en door de dikte van de laag alumine zo door de schijven interval bepaalt.
 

Symbolen

Het symbool van een elco's

De capaciteit van een elco is frequentie afhankelijk . Doordat u zich bij gelijkspanning niet efficiënt kan meten, wordt u standaard met een wisselspanning van 0,5 V en een frequentie van 100/120 Hz bij kamertemperatuur gemeten. De zo gemeten capaciteitswaarde ligt ongeveer 10 procent lager dan de waarde die de opgeslagen lading voldoet.

 

Hoe is een elektrolytische condensator opgebouwd?

De opbouw van een elektrolytische condensator kan het gemakkelijkst aan de hand van een aluminium elektrolytcondensator uitleggen.

De voor de oppervlaktereiniging vergroting opgeruwde anode folie met de diëlektricum laag (3) wordt tussen absorberend materiaal (bijv. papier) opgerold. Het papier (2) neemt later de vloeibaar elektrolyt op en zorgt voor een wijde contact met de anode-folie . Het contact voor het elektrolyt op zijn beurt neemt eveneens een aluminiumfolie (1), die vervolgens als kathode-aansluiting dient. De contactstrips van beide folies worden via de aansluitdraden (4) naar buiten geleid.

De kant-en-klare wikkel wordt met de elektrolyt gedrenkt en in een beker ingebouwd. Een rubberen afdichtingen, door de de aansluitdraden uitgevoerd, sluit de beker.

Elektrolytische condensator

Om zijn werking optimaal volop uitspelen te kunnen gebruiken, moet de elektrolyt de anoden oppervlak zo geheel te bedekken . Om deze reden worden ook voor vaste elektrolyten eerst in vloeibare vorm ingebracht en vervolgens verstijfd

Het bijzondere aan elektrolytische condensatoren is uw zeer dun, maar extreem spanning vaste laag alumine (ongeveer 10-9 m/V). Samen met het ruwe anode structuur (dat wil zeggen een groot anode oppervlak) leidt dit ertoe, dat elco's in vergelijking met de andere condensator vormen een relatief hoge capaciteit hebben. Uw capaciteit is wel duidelijk kleiner dan de elektrochemische super condensatoren.

Vrijwel alle elektrolytische condensatoren zijn polar, dat betekent dat u moeten volgens de juiste poolrichting worden en mogen alleen met gelijkspanning. Daarbij is de anode altijd de pluspool. Een foutieve polariteit of te hoge spanningen kunnen het diëlectricum van de elco onherstelbaar beschadigen. Aluminium elektrolytische condensatoren kunnen dan exploderen en tantal condensatoren kunnen brand. Om deze reden is altijd op de juiste polariteit van condensatoren worden gelet.

Om het gevaar van de verkeerde polariteit tot een minimum te beperken, is op alle elco's een polariteitsweergave gedrukt.

Tantal-condensator

Bij druppelvormige tantal condensatoren is een klein plusteken bij het plus-aansluiting gedrukt.

Min condensator

Bij axiaal-/radiaal- en snap-in-condensatoren geeft een balk of ring de min-aansluiting .

Aluminium elektrolytische condensator

Bij SMD aluminium elektrolytische condensatoren duidt de balkjes het min-aansluiting .

SMD-tantaalcondensator

Bij SMD-tantal condensatoren markeert de balk de plus-aansluiting .

Bovendien is bij bedraade condensatoren van de plus-aansluiting meestal met een iets langere aansluitdraad uitgevoerd.

Biopolarer elektrolytische condensator

In luidsprekerboxen met scheidingsfilter komen bipolaire elektrolytische condensatoren gebruikt. Deze condensatoren zijn zo ontworpen dat de aanwezige spanning worden omgepoold kan worden, zonder dat de condensatoren schade oplopen.

Bij een nadere beschouwing van de frequentiewissel valt dus op, dat de gebruikte elektrolyt-condensatoren geen polariteitsweergave vertonen. Een verkeerde polariteit is uitgesloten.

Belangrijk:
in geval van schade mogen in plaats van bipolaire elektrolytische condensatoren geen gepolariseerde condensator worden gebruikt!

 

Welke elektrolytische condensator typen zijn er?

Overeenkomstig het gebruikte anode materiaal (of waarvan de oxide als diëlektricum) zijn er drie hoofdgroepen van elco's.

Anode materiaal Aluminium Tantal Niob
Capaciteitsbereik 0,1 - 2.700 .000 µF 0,1 - 15.000 µF 1 - 1500 µF
Nominale spanning 2,0 - 630 V 2,5 - 150 V 2,5 - 10 V
Eigenschappen Grote constructie verscheidenheid; zeer voordelig Hoogste capaciteit per grondvlak;
overwegend in SMD-bouwvorm
Net als tantal elco's, maar zeer duur;
voornamelijk voor militaire toepassingen

De eigenschappen van de laag alumine op de anode bepalen de spanningsvastheid van een elco's. Daarbij is de nominale spanning uitkiest spanning die de elco op den duur van de regeneratie, zonder dat er een doorslag komt. De spanningsvastheid van laag alumine (dat wil zeggen dat de spanning, die tot een doorslag komt) daalt bij stijgende temperatuur . Met elco's kunnen aanzienlijk kleinere nominale spanningen realiseren dan met folie- of keramische condensatoren. Dit maakt deze tot goede kandidaten voor moderne schakelingen met hoge onderdeel dichtheid.

Onze Praktijktip:

Als u uw elektrolytische condensatoren permanent onder de gespecificeerde nominale spanning gebruiken, heeft het positief effect heeft op de levensduur ervan resp. te verwachten uitvalpercentage uit.

    

Op elektrolytische condensatoren zijn normaal gesproken de volgende gegevens opgedrukt, waarbij de eerste vier gegevens bijna altijd te vinden zijn:

  • Polariteit (belangrijk, want bij gebruik van de verkeerde polariteit worden de condensatoren onherstelbaar beschadigd)
  • Nominale capaciteit of capaciteitswaarde (eventueel met tolerantie)
  • Nominale spanning (hoogste toegestane gelijkspanning)
  • Nominale temperatuurbereik
  • Logo van de fabrikant
  • Modelcode

De rastermaat RM bij radiaal bedraade elektrolytische condensatoren genoemd de afstand van de aansluitdraden.

De aangegeven capaciteit waarde op een elektrolytische condensator is een schatting van , die alleen met inachtneming van een hoge tolerantie klopt. Daarom zijn de toleranties van elco's zeer hoog .

Bij kleinere vormen worden de capaciteit en de tolerantie conform IEC/DIN EN 60062 met korte kenteken aangegeven:
 

  • Μ85 = 0,85 µF of 8μ5 = 8,5 µF of 85μ = 85 µF
  • In een alternatieve kort schrijfwijze geven de eerste twee cijfers de waarde in piko farad aan, het derde cijfer geeft de zehnerexponenten aan. Het getal 384 betekent dus 38∙104 pF = 0,38 µF.
  • De tolerantie wordt met een letter: K = ± 10% (bij tantal condensatoren), M = ± 20 %
     

Elco's is verkrijgbaar met verschillende aansluitmogelijkheden:

SMD/SMT elco's worden direct op de printplaat gezet.

Axiaal bedrade elektrolytische condensator

Een elco met axiale bedrahtung .

Radiaal bedrade elektrolytische condensator

Een elco met radiale bedrahtung .

Elektrolytische condensator met snap-in-voorziening

Elco met snap-in-voorziening voor inbouw.

Elektrolytische condensator met schroefaansluiting

Een elco met schroefaansluiting .

Een bijzonderheid van elco's bestaat hierin, dat u van een zogeheten lekstroom (Leaked) erdoor gaat, als u een gelijkspanning met de juiste polariteit aanmaken. De oorzaak van de lekstroom ligt in verontreinigingen en mechanische beschadiging van de dielektrikums . De lekstroom is capaciteits-, spannings-, temperatuur- en tijdafhankelijk en worden bovendien ook afhankelijk van de gebruikte materialen beïnvloed. Hij wordt meestal via het product C R ∙ U r de nominale capaciteit en de nominale spanning aangegeven.

Hoewel de lekstroom moderne elco's tamelijk klein is, zijn ze duidelijk hoger dan bij andere condensator vormen. Daarom zijn elco's niet voor schakelingen , waarmee nauwkeurige tijd metingen worden uitgevoerd of voor de stabilisatie van hoogohmige spanningsbronnen.

 

Schematische voorstelling van een aluminium elektrolytcondensator

Bij een aluminium elektrolytische condensator worden de "schijven" dan een met het elektrolyt gedrenkte wikkeling in een alubecher ondergebracht en daarna met een rubberen plug afgesloten. Op basis van deze constructie ontstaat het volgende vervangingsschema :
 

Parallel aan één ideale condensator (C) moet je een zeer hoogohmige weerstand (RLeak) inbeelden, waarmee de lekstroom stroomt. De weerstand RESR (Equivalent Series Resistance = bijbehorende serieweerstand) regelt de interne verliesweerstand van de condensor. Deze wordt door de constructie, door het contact, door het gebruikte materiaal en uiteindelijk door het geleidingsvermogen van de elektrolyt (kathode) beïnvloed. Voor sommige toepassingen, bijv. in stroomvoorziening schakelingen, is het noodzakelijk dat de gebruikte elektrolyt-condensatoren een laag verlies weerstand. In dit geval worden speciale low ESR-condensatoren gebruikt.
 

RESR

Vanwege het gewikkelde opbouw van een aluminium elektrolytcondensator ontstaat echter ook een zekere inductiviteit LESL (Equivalent series inductivity = betreffende series inductie), die in serie een condensator geschakeld is. Door een meervoudige contactering van aluminium folie probeert men deze ongewenste inductiviteit zo laag mogelijk te houden. Om deze reden zijn aluminium elektrolyt-condensatoren ook niet voor hoogfrequente toepassingen.

 

Interessante toepassingsgebieden

Dankzij de grote capaciteit zijn uitermate elektrolytische condensatoren bijzonder
 

  • Voor het ontkoppelen van ongewenste frequenties (tot enkele megahertz)
  • Voor het in- en afnemen van wisselspanningssignalen (Level Shifting)
  • Voor het gladstrijken gelijkgerichte spanningen in netvoedingen
  • Voor het bufferen van voedingsspanningen bij plotselinge belasting punten (steuncondensator)
  • Als stroom- resp. energiehouder (bijvoorbeeld in ononderbroken stroomvoorzieningen)
     

De grote capaciteit heeft ook een geringe blinde weerstand voor wisselspanningen tot gevolg. Daarom zijn elco's ook als het koppelelement voor signalen met lage frequentie doorgestuurd .

 

Veelgestelde vragen: de meest voorkomende vragen over elektrolytische condensatoren

Wat is het verschil tussen SMD- en SMT elco's?

Er is geen verschil tussen deze twee elco types. SMD staat voor "surface mount device" (Duits: oppervlakken geassembleerd onderdeel). De techniek, met de het onderdeel wordt gemonteerd, heet "surface mounting technology" of kort SMT (Duits: oppervlaktemontage). SMD verwijst dus op een eigenschap van de condensor, terwijl SMT op de onderliggende technologie betrekt.

Wat is een polymeer elektrolytische condensator?

In polymeer-elektrolyt-condensatoren dienen geleidende polymeren waarvan de geleidbaarheid in de buurt van degene van metalen benadert, als elektrolyt. Met behulp van deze zeer moderne elco's kunnen nog kleinere formaten en nog kleiner interne ohmse verliezen of interne inductiviteiten realiseren.

 

Conclusie: Zo koop de correcte elco

Wanneer u voldoende ruimte voor uw schakeling hebben en/of spanningen nodig is dat groter is dan 50 V heeft, maakt u met een aluminium elco met vloeibare elektrolyt niets verkeerd. Deze onderdelen zijn in ontelbare elektronische componenten gebruikt. Tantal- en niob-elkos opgaan in de game als u maar weinig ruimte ter beschikking heeft, bijvoorbeeld in zeer platte elektrische apparaten. Bovendien werken deze elco's over een zeer grote temperatuurbereik extreem stabiel. Als u dus via militaire en alien-toepassingen nadenken, bent u bij tantal- resp. niob-elkos op de juiste adres.

 
Conrad Electronic Benelux b.v. heeft uw toestemming nodig voor het gebruik van individuele gegevens, onder meer om de werking van de website te garanderen en om informatie over uw interesses weer te geven. Door op "Akkoord" te klikken geeft u hiermee uw toestemming. Gedetailleerde informatie vindt u in onze verklaring inzake gegevensbescherming.
U heeft de mogelijkheid om uw toestemming in het privacybeleid te allen tijde in te trekken.
Afwijzen
Akkoord