Электролитические конденсаторы. С жидким, твёрдым, полимерным и гибридным электролитами.

В статье:
• Конструкции и технологии электролитических конденсаторов.
• Немного практических измерений.
• Разборка конденсаторов с жидким и полимерным электролитами.
• Аварийные разрушения конденсаторов.

---

Введение.

Некоторые считают, что электролитические конденсаторы, это необходимое зло. Они высыхают, взрываются, делая электронику, в которой они установлены, неработоспособной.

Почему они всё же используются и как пытаются улучшить ситуацию производители?

Зачем нужны электролитические конденсаторы.

Несмотря на все свои недостатки, на некотором диапазоне ёмкостей и напряжений, они имеют лучшее соотношение своих электрических характеристик, размера и цены. Поэтому в обозримом будущем без них никак.
Но чтобы понять, как производители пытаются их улучшить, нужно разобраться в конструкции, которую улучшают.

Конструкция.

Думаю все, кого интересует эта тема, разбирали обычные электролитические конденсаторы, и знают, что внутри там…



На самом деле там две алюминиевые ленты, и между ними бумажка, пропитанная электролитом.



Одна алюминиевая лента покрыта оксидом алюминия, который является диэлектриком в этой конструкции. И за счёт очень небольшой его толщины — менее 1 мкм даже для высоковольтных моделей, достигается высокая ёмкость электролитического конденсатора.

Вроде как-то так.

Но не совсем. Это только часть правды. Вторая и может даже более важная заключается в том, что на анодной ленте не просто слой оксида алюминия. Предварительно эту фольгу протравливают специальным образом, создавая на ней сложную пространственную структуру, которая увеличивает площадь поверхности фольги в десятки и даже сотни раз. Образуется что-то типа активированного угля с его громадной поверхностью.

Документация Epcos даёт такие изображения анодной фольги:


Дальше уже эта поверхность электрохимическим путём окисляется, покрываясь оксидом алюминия (анодируется).

И поскольку электролитический конденсатор, не смотря на наличие электролита, работает не по электрохимической схеме аккумулятора, а по схеме классического конденсатора с обкладками, то увеличение площади поверхности обкладки, должно пропорционально увеличивать и его ёмкость.

Но для этого вторая обкладка должна в точности повторить форму первой. А первая, как мы выяснили, имеет очень сложную и неопределённую форму. Как же нам с разумными технологическими затратами её повторить?

Да очень просто. Залить туда, в эти микропоры электролит, он и будет второй обкладкой. Да именно он и является второй обкладкой в электролитическом конденсаторе. Не вторая алюминиевая лента, она всего лишь токосъёмник, а обкладкой служит именно электролит.

Жидкий электролит здесь очень удобен. Со специальными добавками, снижающими поверхностное натяжение, он может легко проникнуть в самые мелки поры структуры протравленного анода, таким образом мы можем получить максимально возможную ёмкость.

Но на самом деле и это ещё не всё. Старые электролитические конденсаторы имели одну алюминиевую ленту из «обычной» фольги — «белой», блестящей. А вторую, анодную — серую — протравленную и покрытую оксидом алюминия.

Современные конденсаторы имеют обе ленты серые (см. фото выше).

Они обе анодные? Они умеют работать при переменном напряжении?

Нет.

Дело в том, что катодная фольга тоже имеет оксидный слой, но образованный естественным путём на воздухе. Он очень тонкий, но он есть.

При низких потенциалах между электролитом и металлом катода, этот оксидный слой тоже образует конденсатор: электролит-оксид-металл катодной фольги. И итоговая ёмкость конденсатора равна ёмкости последовательного включения этих двух конденсаторов — анодного и катодного. А она, как известно, меньше ёмкости меньшего из них.

Поэтому, чтобы катодная ёмкость минимально влияла на итоговые характеристики конденсатора, катодную фольгу сейчас тоже протравливают, аналогично анодной, увеличивая её поверхность и соответственно ёмкость.

Кроме того, увеличение катодной ёмкости необходимо для уменьшения напряжения электролит-катодная фольга при разряде конденсатора. Ведь в последовательном соединении конденсаторов при их заряде или разряде напряжение на них определяется равенством произведения ёмкости на напряжение. Ну и соответственно, чем больше ёмкость одного из конденсаторов, тем меньше напряжение на нём. А меньшее напряжение на нём нам надо, чтобы на катоде при разряде не рос оксидный слой, который, обычно пропорционален прикладываемому напряжению, а соответственно чтобы не уменьшалась катодная ёмкость, от которой зависит итоговая ёмкость конденсатора.

Но вернёмся теперь к электролиту. Жидкий электролит помимо достоинств в виде низкой цены, высокой технологичности и способности заполнить самые мелкие поры протравленной фольги, имеет и недостатки.

Прежде всего, он имеет высокое сопротивление и конденсаторы на его основе имеют относительно высокий ESR, который приводит к ряду проблем: большему нагреву (что тоже в свою очередь порождает ряд других проблем), меньшему допустимому току, меньшей фильтрующей способности.

Эти проблемы можно решать совершенствованием рецептуры жидкого электролита.
Но на самом деле, это не так просто, как может показаться сначала. Насыпать в электролит соли или подлить серной кислоты, для повышения проводимости, нельзя. Электролит должен быть максимально нейтрален к алюминию, его оксиду, выводам и герметизирующей резинке. Причём очень долго и при повышенных температурах, при которых химическая активность может заметно вырасти.

Тем не менее, производители более-менее успешно с этим справляются и появляются электролитические конденсаторы с жидким электролитом и низким и сверхнизким ESR.

Но вот другие проблемы устранить пока не удаётся. А именно: жидкий электролит может закипеть при перегреве и при его использовании возможно газообразование внутри конденсатора, а это всё приведёт к его взрыву ну или медленной разгерметизации и последующему высыханию.

Да и без этих аварийных ситуаций, электролит постепенно может высыхать, поскольку это не электровакуумная лампа и герметизация в конденсаторе не абсолютная.

Поэтому было бы не плохо заменить жидкость на что-то твёрдое, не кипящее и не высыхающее. И такие конденсаторы тоже существуют и уже давно.

К примеру, танталовые, с твёрдым электролитом.


В них порошок тантала запекается в вакууме, образуя, как и на алюминиевой фольге микропористую поверхность большой площади. Затем так же эта поверхность оксидируется и образуется оксид тантала, который, кстати, имеет бОльшую диэлектрическую проницаемость, что при прочих равных увеличивает ёмкость танталовых конденсаторов. Дальше в эти поры загоняют оксид марганца (MnO2), который выполняет роль твёрдого электролита. Но поскольку это вещество не растворимое, то его синтезируют прямо в порах, заливая в них растворимые соли марганца (к примеру, нитрат марганца) и разлагая их при высокой температуре.

* Вообще электролиты, это вещества, обладающие ионной проводимостью. А оксид марганца, как и другой материал, о котором расскажу чуть ниже, обладают электронной проводимостью и электролитами не являются. Но при описании подобных конденсаторов термины «электролит», «электролитический» используются часто, поэтому не буду выпендриваться и буду использовать их, хотя это и не верно. У кого от этого режет глаза, могут моргать в этих местах текста.

Но вернёмся к конденсатору.

Получившаяся конструкция не имеет жидких фракций, соответственно не кипит при разумных температурах и не выделяет газов.

Срок их жизни заметно больше жидкостных.

Но и недостатки всё же имеются, как же без них.

Проводимость оксида марганца, как и жидкого электролита, тоже далека от идеала, и конденсаторы с ним тоже имеют относительно высокий ESR. Правда последствий здесь немного меньше, чем у конденсаторов с жидким электролитом, но повышенный нагрев и сниженная фильтрующая способность, по сравнению с конденсаторами с низким ESR, здесь в наличии.

Технология таких конденсаторов заметно сложнее конденсаторов с жидким электролитом. А с учётом того, что тантал существенно дороже алюминия (частично решается заменой на ниобий, но он тоже дороже алюминия), то подобные конденсаторы получаются тоже ощутимо дороже.

Тантал и оксид марганца достаточно активные компоненты и в аварийных ситуациях такие конденсаторы могут взрываться более эффектно и красиво, но и с бОльшим прямым и сопутствующим ущербом, в случае пожара.

Поэтому производители продолжили поиск новых электролитов и нашли интересные полимеры, которые проводят ток.

Из них изготавливают полимерные конденсаторы, в которых эти полимеры и являются электролитом.


На картинке изображён алюминиево-ленточный полимерник, но есть и танталовые, в которых вместо оксида марганца используется полимерный электролит.

Такие конденсаторы тоже не кипят и не выделяют газов в рабочих режимах (само собой при пиролизе (термическом разложении пластика при очень высокой температуре), газы возникнут), как и танталово-марганцевые, но и у них тоже есть ряд недостатков.

Чтобы понять откуда берутся их недостатки, давайте разберём, что же это за полимеры такие токопроводящие, и как из них делают конденсаторы.

На самом деле, эти полимеры в исходном состоянии ток проводят весьма слабо. Чтобы повысить их проводимость их активируют(легируют) и в чём-то этот процесс можно сравнить с легированием полупроводников, когда к ним добавляют атомы веществ с большим или меньшим количеством электронов, таким образом меняя их проводимость.

Таким способом проводимость лучших подобных полимеров можно довести до соизмеримого с металлами уровня.

Вроде как пока всё хорошо. И не жидкость и ток хорошо проводят, а значит конденсаторы на их основе должны иметь низкий ESR.

Кроме того, такие конденсаторы долговечнее. И характеристика срока службы в зависимости от температуры у них лучше. Т.е. снижение температуры на каждые x градусов сильнее увеличивает срок их службы по сравнению с жидкостными.

Но всё хорошо обычно не бывает, что-то ведь должно быть и плохо.

А плохо в них прежде всего заметно более высокая цена, которая определяется как большей стоимостью самого токопроводящего полимера, так и сложностью техпроцесса его нанесения на анод.

В случае жидкого электролита весть тех процесс его нанесения, ну если утрировать, заключается лишь в том, чтобы капнуть каплю электролита в свёрнутый бумажно-алюминиевый рулон.

С токопроводящим пластиком уже так не прокатывает.

Подобные полимеры, как правило, очень плохо растворимы. Поэтому просто кинуть кусок такой пластмасски в бутылку с 646 растворителем, и залить полученную жижу в алюминиевую бутылочку, и высушить феном Скарлет, не получится.

И я нигде не встречал информации, что их можно плавить, как термопласты.

Все секреты, как производители справляются с такой ситуацией, они, конечно, не раскрывают, но есть несколько вариантов решения этой проблемы.

Первый вариант — это создание полимера непосредственно на аноде конденсатора — на него наливают мономер и дальше идёт весь химический цикл, как при обычном синтезе полимера.

Естественно, это сильно усложняет производство конечного конденсатора, да ещё и включает в себя работу с достаточно специфическими и агрессивными средами. А кроме того, не забываем, что полимер после своего создания ещё и требует процедуры легирования, для улучшения проводимости.

Зато такой вариант позволяет полноценно заполнить все поры анода и получить максимальную ёмкость.

Второй вариант предусматривает заливку в конденсатор дисперсии уже готового и активированного полимера. Т.е. на отдельном производстве изготавливают полимер, активируют его, измельчают (ну или синтезируют уже в виде эмульсии), смешивают с некой жидкостью.

Подобная дисперсия очень напоминает всем известный водный ПВА клей. Там тоже очень мелкие частички полимера ПолиВинилАцетата (ПВА) плавают в воде со специальными добавками -стабилизаторами, предотвращающими мгновенное склеивание частичек ПВА в один большой кусок.

Тем не менее это всё равно со временем происходит, поэтому хранение и работа с такой дисперсией, это тоже более сложный процесс, чем с простым жидким электролитом.

Ну и кроме того, какими бы не были мелкими частички полимера, они всё равно крупнее отдельных молекул жидкого электролита, а значит не так эффективно заполняют пористую структуру анода, а значит не позволяют достичь максимально возможной ёмкости.

Но зато такая технология значительно проще для конечного производителя конденсаторов и может использоваться в каждом подходящем для этого подвале :) Главное бочки с жижой вовремя менять и тщательнее мешать дисперсию специально заточенным под это поленом :)

Но кроме некоторого снижения ёмкости, из-за проблем с полным заполнением микроструктуры анода, использование полимерного электролита влечёт ещё один серьёзный недостаток.

Полимерные конденсаторы, как правило, рассчитаны на низкие рабочие напряжения и пока сильно не дотягивают до тех многих сотен вольт, при которых могут работать конденсаторы с жидким электролитом.

Я думаю, вы видели ситуации, когда компьютерный блок питания завален продвинутыми чудо-полимерниками, но высоковольтные конденсаторы всегда там самые обычные, колхозные, с жидким электролитом.

Почему это происходит? Ведь рабочее напряжение зависит от толщины оксидного слоя, а не от типа электролита.

Первая причина — это более сложные техпроцессы, в которых чрезвычайно тонкий оксидный слой на аноде может получить микроповреждения.

Вариант техпроцесса с готовой дисперсией менее травматичен для оксидного слоя и позволяет делать конденсаторы на большее напряжение.

Вторая, и возможно главная причина, связана с одной интересной особенностью жидкого электролита.

Вы помните, как мы вообще получаем оксидный слой на аноде? Мы его помещаем в электролит и пропускаем через него ток.

Но постойте, в электролитическом конденсаторе с жидким электролитом получается та же среда — тоже электролит и тоже ток (тут речь про ток утечки через диэлектрик, а не переменный рабочий ток заряда-разряда). И при работе, получается, что такой конденсатор может сам восстанавливать микроповреждения оксидного слоя, допущенные при производстве.

Разумеется, масштаб повреждений не должен быть большой, чтобы повышенное газообразование не привело к выходу конденсатора из строя.

Всё верно, так в них и происходит. Более того, при длительном хранении конденсаторов, оксидный слой может деградировать. В этом случае некоторые заботливые производители рекомендуют провести процедуру восстановления оксидного слоя — нагрузить конденсатор на час номинальным напряжением, но через токоограничивающий резистор, чтобы оксидной слой смог восстановится, а конденсатор не был при этом повреждён пробоем.

Но эта фича доступна только для конденсаторов с жидким электролитом, у твердотельных такой механизм отсутствует. И это вторая причина, почему их рабочие напряжения превентивно ограничивают в разы меньшими значениями, чем у конденсаторов с жидким электролитом.

Впрочем, у полимерников есть другой механизм восстановления небольших пробоев.
В месте пробоя происходит локальный и сильный нагрев, который разрушает «активацию» полимера, и он обретает в этом месте свою изначальную низкую проводимость и купирует КЗ в месте пробоя. Но оксидный слой на металле, который и является основным рабочим диэлектриком конденсатора, в этом месте не восстанавливается.

Так же у полимерников выше токи утечки. И всё по той же причине — отсутствие жидкого электролита не позволяет держать оксидный слой в «тонусе».

Ну и соотношение ёмкость/размер у них хуже.

Но раз у полимерных конденсаторов тоже есть недостатки, то производители просто обязаны их решать. И они их решают. Как могут.

Поэтому появились гибридные электролитические конденсаторы — с жидким и полимерным электролитом в одном флаконе. В прямом смысле этого слова — в одном алюминиевом флаконе (корпусе конденсатора).

Как утверждают производители, такие конденсаторы имеют преимущества и той и другой системы.
А про то, что они имеют и недостатки и той и другой системы, они естественно, рассказывают уже не так охотно.

Ну давайте начнём с достоинств. Что мы получаем, смешав два электролита вместе.

А получаем мы при этом хрень, прежде всего, низкий ESR. Жидкого электролита здесь используется тонкий слой, поэтому его низкая проводимость в данном случае оказывает небольшое значение. Зато он заливается во все самые мелкие щели структуры анода, в которые не проник полимер и мы получаем максимально возможную ёмкость.

Ну и кроме того, возвращаем конденсатору фичу восстановления оксидного слоя при работе.
Причём по всей поверхности и это происходит благодаря гигроскопичности проводящего полимера.

Собственно на этом достоинства и заканчиваются. Дальше начинаются все классические недостатки жидкого электролита — кипение, газообразование, высыхание, к которым добавляется заметный недостаток полимерников — высокая цена.

Ну и расчёт сроков службы у этих конденсаторов, как и у «жидкостных», т.е. заметно меньше, чем у чисто полимерных. С их же (жидкостным) худшим температура-время жизни коэффициентом.

Для жидкостных это обычно считается как увеличение срока жизни в 4 раза, при снижении температуры эксплуатации от максимальной на каждые 20 градусов. Для полимерных этот же коэффициент равен 10.

Лично я не вижу особого смысла в этих франкинштейнах. Уже вполне можно найти конденсаторы с жидким электролитом и довольно низким ESR и всё это за небольшие деньги. А если ESR нужен ещё ниже, а стабильность параметров и надёжность выше, то это полимерники.

И в заключении теоретической части небольшая табличка с характеристики электролитов. PEDOT в ней, это как раз самый удачный материал для полимерного электролита:


Обратите внимание на ещё один важный столбец в табличке — механизм проводимости.

Электроны более подвижны, чем ионы, поэтому все конденсаторы с твёрдыми электролитами, имеющими электронную проводимость, при прочих равных, более высокочастотны, чем конденсаторы на жидких электролитах, имеющих ионную проводимость.

А теперь давайте померим несколько разных конденсаторов, чтобы самим вживую, а не по даташитам увидеть их характеристики.

Измерения.

Разумеется, протестировать сотни номиналов конденсаторов, умноженных на десятки, а то и сотни производителей, да ещё и на несколько разных серий у каждого, практически невозможно. Поэтому я просто для наглядности проведу несколько практических измерений с использованием LCR-метра ET432 и осциллографа RIGOL DS1102Z-E.

Возьмём конденсатор Samwha стандартой серии RD:



ESR так себе, 269 мОм. Но эта стандартная серия и производитель ничего невероятного в ней и не обещает.

Теперь возьмём конденсатор того-же производителя, на ту же ёмкость и на то же напряжение, но серии MN с низким ESR:



О, крутяк, ESR больше чем в два раза меньше. Но производитель обещает в даташите ещё в несколько раз меньшее значение. Почему так? Подделка? Кривой прибор? А вот и нет. Просто у таких конденсаторов ESR нормируется на частоте 100 кГц:


Вау, ещё больше, чем в 3 раза меньше!

Так может и предыдущий, стандартный серии, тоже на 100 кГц может выдать похожий результат?


Но тут чуда не случилось, ESR уменьшился, но всё равно остался в 4.6 раза больше, чем у конденсатора специализированной серии.

В увеличение ESR при уменьшении частоты ничего страшного нет. Низкий ESR нам нужен в большей степени именно на высоких частотах.
Когда конденсатор много раз в единицу времени заряжается-разряжается, то потери и нагрев получаются больше, чем если он делает тоже самое, но реже, на меньшей частоте.

* Не обращайте внимание на странную ёмкость конденсаторов на высокой частоте. Это особенность работы LCR метра. На высокой частоте он не может измерять большие ёмкости и индуктивности, а на маленькой маленькие, и показывает чушь.
Правильная частота измерения такой ёмкости это 100-120 Гц. Ну и в даташитах ёмкость электролитических конденсаторов, как правило, приводится на частоте 120 Гц.


Теперь полимерник.


270 мкФ x 16 В.

Полимерник выдран с древней (GeForce GTX 460), но фирменной видеокарты, где жизнь его была, по понятным причинам, не очень счастливой. В то время как хомо сапиенс сутками играл, наш конденсатор упорно трудился в поте лица, в жаре и духоте около 11 лет.

Видеокарта не выдержала такого напора и пала в неравном бою со сложной формой биологической жизни.

А что случилось с полимерником, который там жил? Как это всё отразилось на его здоровье и морально-психологическом состоянии?

Сейчас узнаем.


А чувствует он себя вполне неплохо. Ёмкость на месте — 262 мкФ, при 270 мкф номинала и ±20% допустимого отклонения по даташиту.

ESR всего 4.9 мОм, что даже меньше, максимума, указанного в даташите (10 мОм):


Ещё раз отмечу, что это не новый, а достаточно старый конденсатор, который работал при этом далеко не в самых идеальных условиях — очень близко от небольшого и горячего радиатора 160 Вт графического процессора.

Крутяк. Даже в условиях длительного нагрева, характеристики не ухудшились, по сравнению с обещанными в даташите.

Разумеется, это касается фирменных конденсаторов «хороших» производителей. В данном случае это был конденсатор Panasonic, серии SEPC (Super low ESR).
Что же пришлёт НоНэйм продавец с Али не знает никто, часто даже он сам.

Кстати, обратите внимание по предыдущим фотографиям, у полимерника значение ESR гораздо сильнее зависит от частоты, чем у конденсатора с жидким электролитом.

А зачем нам вообще этот ESR?

Всегда без него жили и были счастливы.

А сейчас узнаем.

У нас есть вот такая платка:


У конденсатора блока питания которой вспухла голова:


и упали штанишки:



Собственно уже сейчас становится понятно, что не все конденсаторы одинаково полезны. Но давайте вместо усопшего, сначала впаяем конденсатор стандартной серии, а потом серии с низким ESR и сравним осциллограммы.

Вот конденсатор стандартной серии:


Пульсации целый вольт.

А вот серия с низким ESR:


Впечатляет? Пульсации 0.36 В, т.е. почти в 3 раз меньше! Повторюсь, это конденсатор того же производителя, той же ёмкости (номинальной, реальная по прибору всё же несколько выше) и на тоже напряжение!

Помимо того, что он фильтрует гораздо лучше, так ещё и греется меньше, а значит и проработает дольше.

Вот для чего нам нужен этот низкий ESR.

Теперь полимерник.

На 470 мкФ у меня нет, есть только на 270. Для честного сравнения ёмкости тут, конечно, сильно маловато и у него в такой ситуации большие шансы проиграть. Но давайте попробуем, а вдруг…


Сломался осциллограф? А вот и нет. Конденсатор работает настолько эффективно, что на этом пределе пульсации вообще не видны. Чтобы их увидеть, увеличил масштаб в 5 раз:


Всего 0.18 В. Это в два раза лучше, чем лучший мой конденсатор с жидким электролитом и ёмкостью в два раза больше! Удивительный результат на мой взгляд. Я, конечно, ожидал, что будет неплохо, но чтобы прям так неплохо…

А да, забыл сказать, что конденсатор с жидким электролитом новый, а полимерник ну вы помните, много-много лет оттарабанил в видеокарте…

И в результате получается, что низкий ESR и конденсаторы с полимерным электролитом, это не просто модные штучки, но и реально полезные.

Разборка полимерника.

Разберём один из конденсаторов с той же видеокарты. Он так же сохранил и ёмкость и ESR за время работы и полностью соответствует даташиту. Поэтому при разборке сердце у меня обливалось кровью, а из глаз лились слёзы, но чего не сделаешь ради жажды познания.





Блестящие капли на фото это не жидкость, а затвердевший пластик.

А вот на следующем фото отличная иллюстрация того, что я говорил ранее про технологические сложности производства полимерников — полимерная дисперсия не только не проникла во все поры анода, она даже не пропитала всю площадь фольги. И это фирменный конденсатор Panasonic!


Тем не менее, его ёмкость была даже больше номинала — 899 мкФ при номинале 820 мкФ, и это значение находится в рамках допуска ±20%.

Этот производитель учитывает такие возможные производственные косяки ну или назовём это технологические особенности.

Аварийные разрушения конденсаторов.

Давайте посмотрим, как ведут себя конденсаторы в аварийных, нерасчётных режимах.

И начнём мы с классических электролитических конденсаторов с жидким электролитом:



Хлопок был сильный, но визуальная составляющая подкачала. Ни серпантина, ни разорванной в клочья фольги и бумаги не было. В общем, не оправдал возложенных на него, возможно, завышенных ожиданий, и остался без Оскара за визуальные спецэффекты.

Японский алюминиевый ленточный полимерник:



Он просто тактично сам выпаялся и ушёл погулять, понимая, что тут ему ловить тоже нечего.

А если серьёзно, то может показаться, что это плохо — конденсатор нагрелся до очень высокой температуры, что аж припой расплавился. Но дело в том, что во всех тестах я держал высокое напряжение и ток до какого-то яркого события. А вот с этим конденсатором долго ничего такого не происходило. Поэтому при высоком токе и напряжении других вариантов просто не оставалось, кроме как расплавиться и свалить отсюда.

SMD танталовый/ниобиевый:



Выводной танталовый/ниобиевый:



Просто резко и громко хлопнул, без заметного огня или искр, возможно из-за ещё в несколько раз меньшей ёмкости и соответственно ещё меньшего содержания активного металла.



Тестировал все конденсаторы, подавая высокое обратное напряжение на них.

Кстати, обратную маркировку на SMD твердотельных электролитических конденсаторах, где черта означает не минус как на радиальных конденсаторах или диодах, а плюс, явно придумали большие шутники.

И эту маленькую тонкость, возможно, знают далеко не все. Даже такой известный производитель, как Asus, почти в прямом смысле погорел на неправильной полярности установленных конденсаторов.

Помните эту известную историю про брак топовых материнских платы Asus ROG Maximus Z690 Hero из-за неправильно впаянного твердотельного электролитического конденсатора?

… Сравнение изображений поврежденных материнских плат с полностью функционирующими платами показывает, что конденсатор установлен в обратном направлении, что меняет полярность и приводит к отказу полевого МОП-транзистора.

Выводы.

Выводы будут относительно одного конкретного применения электролитических конденсаторов — для сглаживания пульсаций в импульсных преобразователях напряжения. Для использования в качестве времязадающих цепочек, в аудио и низкочастотных цепях, эти выводы не актуальны.

1. Полимерные конденсаторы, это хорошие, но дорогие конденсаторы, с не всегда максимально возможной в данном объёме ёмкостью, но которая с лихвой компенсируется очень низким ESR, а значит и низким нагревом, и потерями, и высоким максимальным током. Так же у них очень хорошие частотные характеристики, и это всё означает хорошую фильтрующую способность.

Кроме того, они отличается долгим сроком службы и стабильностью характеристик при изменении температуры.

Если есть деньги и возможность купить фирменный полимерник под подходящее напряжение, лучше купить его.

2. В конденсаторах с жидким электролитом проще получить максимально возможную ёмкость, а прогресс жидких электролитов не стоит на месте и появляются недорогие конденсаторы с низким ESR.

С ограниченным бюджетом или если устройство не планируется использовать очень долго и в тяжёлых условиях, можно выбрать и их. Естественно, тоже желательно покупать известных своим приемлемым качеством производителей (Nichicon, Panasonic, Nippon Chemi-Con, Rubycon, Epcos, Samwha...).

3. Для использования на высоких напряжениях, конденсаторы с жидким электролитом вообще вне конкуренции — полимерникам по максимальному рабочему напряжению до жидкостных пока очень далеко.