Kondensatory stałe

Kondensatory elektrolityczne mają największą awaryjność spośród wszystkich kondensatorów. Niezawodność elektrolitów zmniejsza się mniej więcej dwukrotnie przy wzroście temperatury kondensatora o 10 stopni. Chodzi tu nie tylko o temperaturę otoczenia, ale przede wszystkim wzrost temperatury wywołany mocą strat (iloczyn skutecznej wartości przepływającego prądu zmiennego i rezystancji zastępczej ESR).

Dotyczy to przede wszystkim kondensatorów stosowanych w zasilaczach impulsowych, gdzie częstotliwości pracy są rzędu dziesiątek kiloherców.

Kondensatory ceramiczne

Kondensatory ceramiczne dzielą się wyraźnie na trzy grupy:

• typ 1
• fererroelektryczne (typ 2)
• półprzewodnikowe (typ 3)

Kondensatory ceramiczne typ 1

Tak zwany typ 1 produkowany jest z użyciem dielektryka o przenikalności względnej e_r w granicach 10…600. Kondensatory te charakteryzują się małymi stratami i, co ciekawe, są produkowane ze ściśle określonym współczynnikiem temperaturowym w zakresie -1500… +150ppm/K. Umożliwia to łatwą kompensację temperaturową obwodów rezonansowych.

Niektóre katalogi (w tym krajowe) zawierają oznaczenia współczynnika temperaturowego w postaci np. N750, NPO, P150 itp. co oznacza odpowiednio -750, ±0, +150ppm/K (czyli -0,075, ±0, +0,015%/’C). W  większości zachodnich katalogów zamiast NPO znajdziesz określenia C0G lub nowsze CG, które wskazują, że kondensatory te mają zerowy współczynnik temperaturowy.

Kondensatory ceramiczne typ 1 to bodaj najlepsze z popularnych kondensatorów, ale niestety zakres ich pojemności jest ograniczony do co najwyżej kilku…kilkunastu nanofaradów.

Kondensatory ceramiczne ferroelektryczne (typ 2)

Kondensatory ferroelektryczne (typ 2) mają znaczną pojemność przy małej objętości. Niestety okupione jest to pogorszeniem wielu parametrów. Kondensatory metalizowane mają cenną właściwość autoregeneracji. Jeśli w jakimś miejscu folia stanowiąca dielektryk jest cieńsza lub ma jakiś defekt, to po przyłożeniu pełnego napięcia pracy może w tym miejscu nastąpić przebicie, czyli przeskok iskry. Kondensator nie zostanie jednak uszkodzony, ponieważ temperatura powstającego łuku elektrycznego (około 6000°C) powoduje odparowanie zarówno fragmentu dielektryka jak i sąsiadujących fragmentów warstw metalizacji. Luk gaśnie i kondensator nadal jest sprawny, bowiem wokół miejsca przebicia nie ma już metalizacji, co skutecznie zapobiega powtórnemu powstaniu przebicia w tym samym miejscu.

Choć więc kondensatory typu 2 nie nadają się do zastosowań precyzyjnych, to jednak ze względu na niską cenę znajdują szerokie zastosowanie do odsprzęgania zasilania, sprzęgania poszczególnych stopni itp.

Kondensatory ceramiczne półprzewodnikowe (typ 3)

Kondensatory ceramiczne tzw. półprzewodnikowe są właściwościami podobne do ferroelektrycznych, tyle że mają jeszcze mniejsze gabaryty. Uzyskano to dzięki odmiennej konstrukcji, opartej na gąbkopodobnym porowatym spieku, trochę podobnie jak w kondensatorach elektrolitycznych tantalowych.

W poprzednio omówionych dwóch grupach „ceramików” kondensator tworzyły metalowe okładziny umieszczone z obu stron dielektryka ukształtowanego w postaci płaskiej płytki ceramicznej (lub wielu takich płytek). Wszystkie małe kondensatory ceramiczne, zarówno typ 2, jak i typ 3 traktuje on jako kondensatory ferroelektryczne.

Kondensatory foliowe

Klasyczne kondensatory foliowe to dwie wstęgi folii aluminiowej przedzielone dielektrykiem – folią z tworzywa sztucznego. Większość spotykanych na rynku kondensatorów foliowych ma jednak inną budowę – są to tak zwane kondensatory metalizowane. Okładziny stanowi cieniutka warstwa metalu (aluminium) naniesiona próżniowo na jedną lub obie strony folii z tworzywa. Kondensatory metalizowane można łatwo odróżnić, ponieważ mają w oznaczeniu literkę M – np. krajowe MKSE, KMP, KFMP, MKSP, czy zagraniczne MKT, MKP, MKC (z wyjątkiem archaicznych kondensatorów mikowych, które też mają literkę M w oznaczeniu).

W kondensatorach tych jako dielektryk stosuje się folię wykonaną z różnych materiałów, różne są zatem właściwości otrzymanych kondensatorów.

Kondensatory polistyrenowe

Kondensatory polistyrenowe (styrofleksowe) w kraju mają oznaczenie KSF, w Europie – KS. Są one najbardziej stabilne spośród popularnych kondensatorów foliowych. Pojemność „styrofleksów” praktycznie nie zależy od częstotliwości, co wśród kondensatorów foliowych jest chlubnym wyjątkiem. Pojemność niewiele zmienia się też z upływem czasu – co najwyżej 0,2…0,5% w ciągu kilku lat.

Kondensatory te mają niewielki ujemny współczynnik temperaturowy około -130ppm/K i niewielką zależność od wilgotności otaczającego powietrza (+60…+200ppm/K). Straty dielektryczne są małe: tgd typowo jest mniejszy niż 0,0005. Indukcyjność własna wynosi około 1nH na 1mm długości kondensatora i jego czynnych wyprowadzeń. Wraz z pojemnością kondensatora indukcyjność ta tworzy szeregowy obwód rezonansowy, co ogranicza górną częstotliwość pracy tych kondensatorów. W związku z dobrymi parametrami, tylko te kondensatory są wykonywane z wąską tolerancją, nawet ±0,5% (np. krajowe KSF-022).

Zastosowanie kondensatorów polistyrenowych

Kondensatory polistyrenowe stosowane były powszechnie w obwodach w.cz. i p.cz, ale obecnie są wypierane przez kondensatory ceramiczne typu 1. Inną ważną dziedziną zastosowania precyzyjnych kondensatorów styrofleksowych były wszelkiego rodzaju filtry stosowane w telekomunikacji. Ujemny współczynnik temperaturowy kondensatorów kompensował zmiany temperaturowe ferrytowych cewek. Obecnie, w związku z postępującą „cyfryzacją” telekomunikacji, i ten obszar zastosowań znacznie się skurczył.

Inne kondensatory foliowe są nieco mniej stabilne i nie są przewidziane do zastosowań     precyzyjnych,     a  więc w katalogach nie podaje się szczegółowo tak wielu parametrów. Z reguły są to kondensatory metalizowane. Wykonywane są z tolerancją w najlepszym wypadku ±5%, zwykle ±10 i  ±20%. Pod wpływem lutowania, upływu czasu, zmian temperatury, wilgotności itd… ich pojemność może zmieniać się nawet o kilka procent. Jak widzisz, niezbyt dobrze nadają się one do zastosowań wymagających dużej stałości parametrów.

Kondensatory poliestrowe

Kondensatory poliestrowe (ang. polyethylene tetraphtalate) – krajowe oznaczenie MKSE, europejskie – MKT. Obecnie są to najpopularniejsze kondensatory foliowe – stosowane są powszechnie we wszelkim sprzęcie elektronicznym w zakresie małych i  średnich częstotliwości. Kondensatory poliestrowe mają przyzwoitą (ale wcale nie rewelacyjną) wartość tgd w granicach 0,001 …0,01. Jednak w dziedzinach, gdzie są one stosowane, nie ma to zazwyczaj żadnego znaczenia praktycznego.

Kondensatory poliwęglanowe

Kondensatory poliwęglanowe (polycarbonate);  europejskie oznaczenie MKC. Zaletą jest około pięciokrotnie mniejsza niż w kondensatorach MKT zależność pojemności od częstotliwości, mała zależność pojemności od temperatury (±1 % w zakresie -20…+70’C), kilkukrotnie mniejsza wartość tgd.

Kondensatory z oznaczeniem GoldCap?

Kondensatory takie mają ogromną pojemność rzędu faradów i mogą pracować przy napięciach rzędu pojedynczych woltów. Z uwagi na olbrzymią pojemność właściwie są czymś pośrednim między kondensatorami i akumulatorami. Są stosowane jako źródła energii (zastępują akumulatory i baterie) w urządzeniach o małym poborze prądu. Kondensatory GoldCap znajdują miejsce w różnych urządzeniach wymagających nieprzerwanego zasilania jako bateria rezerwowa, pracująca w razie zaniku napięcia sieciowego.

Kondensatory polipropylenowe

Kondensatory polipropylenowe; krajowe oznaczenia KMP, KFMP, europejskie MKP. Przeznaczone są przede wszystkim do pracy w obwodach impulsowych, gdzie występują napięcia i prądy o znacznej stromości. Takie właśnie kondensatory stosuje się w obwodach odchylania odbiorników telewizyjnych i sieciowych zasilaczach impulsowych.

Porównywarka cen sprzętu RTV