izbor kondenzatora

Dogradnja tvorničkih uređaja

izbor kondenzatora

PostPostao/la s@ki » 04 lis 2011, 15:57

"višak vremena" me tjera na svakakva razmišljanja pa se odlučih zabaviti mozganjem oko kondenzatora
Koristiti ću temu sa "onog" foruma za neke reference, nadam se da se nitko ne ljuti :D
Čisto da se nađe na hrpi, kopirati ću post koji je ilimzn napisao da nemora opet, vjerujem da ga već prsti bole :D

i malo o elektrolitima
"Vec spomenuti elektroliti na koje treba obratiti paznju su na slijedecim mjestima:

1) Glavno napajanje, gdje uvijek imaju minimalni istosmjerni napon na sebi ali su izlozeni poprilicnim strujnim impulsima i fluktuacijama napona s hrpom visih harmonika. Gotovo u pravilu su glavni napajacki elektroliti direktno u putu izlazne struje, sto je narocito kriticno kod pojacala snage, jer su struje poprilicne i sezu do visokih frekvencija. Jos jedan primjer su pojacala u klasi A gdje su napajacki elektroliti konstantno izlozenimaksimalnim strujnim pikovima i maksimalnim fluktuacijama napona.
Kada goovorimo o restauraciji uredjaja, ovdje su najboji industrijski elektroliti a ne butik komponente, jer ih ima upravo za tu ulogu. Kod modifikacija i razvoja novih uredjaja, konfiguracija napajanja, npr s vise elektrolita u 'paraleli' (navodnici jer ne mora biti direktno spojeno u paralelu) moze znacajno olaksati posao tim kondenzatorima.
Tipicni long-life (ponekad zvani 'computer grade') elektroliti mogu cak i na polici zivjeti 20-30 godina bez znacajne degradacije svojstava, i kraca polarizacija radnim naponom 'na stolu' ih vraca na nazivne vrijednosti gotovo svih karakteristika - a one su u startu specificirane u plus, upravo da se kompenzira starenje. Npr, imam trenutno na stolu 4 elektrolita Cornell-Doublier od 18000uF koji su stari 22 godine i svai imaju kapacitet unutar +-100uF od nazivnog (dakle, tolerancija ispod 1%) i ESR za 30% nizi od specificiranog.

2) Vezni kondenzatori s minimalnom istosmjernom komponentom na sebi.
Ovo je mjesto za tzv. 'audio elektrolite' koji su prvenstveno napravljeni da jako dobro toleriraju takve uvjete, a zatim da bolje od prosjeka toleriraju pojavu relativno velike izmjenicne komponente s manje izoblicenja nego standardni elektroliti.
Vazno je napomenuti da su ovo cinjenice koje su poznate najmanje 30-ak godina, ako je netko kopao po vintage uredjajima, mozda je naletio na npr. ELNA narandzaste elektrolite koji su s donje strane oko ivoda zaliveni epoksijem umjesto da imaju standardni gumeni 'dihtung'. Ovo j ejedna od prvih serija elektrolita razvijena za tu ulogu, i imaju jednu jako dobru osobinu, a to je da su prakticki vjecni. Ipak, radi elektrokemijske prirode elektrolitskih kondenzatora, ESR im ponesto poraste s vremenom, no najcesce su na takvim mjestima da to ne igra presudnu ulogu.
Kod restauracije je, u nedostatku slicnih elektrolita, ove najbolje ostaviti tamo gdje jesu, naravno, nakon provjere kapaciteta i disipacijskog faktora/tan(delta)/ ESR - vec ovisno sto instrument mjeri.
Ako je kapacitet dovoljno mali, mogu se zamijeniti malim folijskim kondenzatorima. Odredjeni tipovi tantala takodjer mogu biti dobra zamjena no tantali imaju probleme svojstvene samos ebi, osim ako se radi o tzv. mokrim tantal kondenzatorima, koji su prakticki najbolji moguci elektrolitski kondenzatori, a uz to su vjecni - no i bezocno skupi.
U slucaju krajnje nuzde, obicni kvalitetniji elektrolit u paraleli s neinduktivnim folijskim kondenzatorom moze dati odlicne rezultate, pogotovo ako ipak postoji minimalni istosmjerni napon preko kondenzatora, barem desetak mV.

3) Bypass elektroliti. Radi se o slucaju kada se filtrira napajanje nekog sklopa, ili se 'glumi' jednostavni shunt za izmjenicnu struju, tako da struje koje cirkuliraju unutar sklopa imaju put prema masi lokalno, kroz decoupling elektrolit.
Ovdje se zahtijeva minimalna impedancija bez izrazenih rezonantnih pikova. Kako ih svaki kondenzator ipak ima, oni trebaju biti daleko iznad svih frekvencija od interesa - po mogucnosti u MHz podrucju.
Ove uvjete zadovoljavaju low ESR elektroliti i tantali. Napomena: ako postoji izmjenicka komponanta napona na elektrolitu proporcionalna korisnom signalu, NIJE preporucljivo koristiti low ESR elektrolite, tada umjesto njih trebaju ici odgovoarajuci audio elektroliti, tantali (pouzdanost...), ili u nuzdi, obicni elektrolit u paraleli s neinduktivnom folijom, a ponekad dodatno u paraleli s neinduktivnom (chip) keramikom tipa NPO. Razlog je sto su low ESR elektroliti za ispravljace optimizirani za low ESR a ne za lineranost i konstantnost kapaciteta s naponom. Ovo drugo je direktan mehanizam izoblicenja. Najgore sto se moze napraviti je staviti low ESR gdje postoji veca AC komponenta bez DC komponente - ovo zvuci uzasno.

Tko je pazljivo citao, mozda je primijetio da za sva ta 'kriticna' mjesta alternativa moze biti klasicni kvalitetniji elektrolit, uz nesto tweaking-a, primjerice, spajanja folije u paralelu (oprez, folija mora imati puno manji kapacitet, reda 1% ili manje od elektrolita), povecanog maksimalnog radnog napona kako bi se optimizirao tan(delta) (mjera koliko je parazitnih uticaja ugradjeno u kondenzator - za svaku seriju kondenzatora postoji optimum kapacitet-maks napon za koji je tan(delta) minimalan). Rezultati mozda nece biti apsolutno najbolji moguci, no uz malo paznje bit ce znacajno bolji od 20-30 godina starih originala, a cesto cak i s 'obicnim' kondenzatorima, na razini ili cak nesto bolje od novog uredjaja - jer, tehnika je ipak napredovala. Dakle, DA, cak i obicni Jamicon moze itekako dobro posluziti.

Osim po ulozi, postoje odredjeni kondenzatori koji su kriticni jer se pokazalo da imaju problema s pouzdanoscu.
Gasho je vec spomenuo odredjene keramicke kondove zasticene voskom. Postoji i serija silver mica kondova koji izgledaju kao kvardati cca 1x1cm 'umoceni' u vosak ili crnu epoksi smolu, koji su se ugradjivali u uredjaje tokom 80-ih, koji rade odlicno kad rade, ali na zalost nakon 10-20 godina pocnu prekidati. kako se nalaze uglavnom u ulozi kompenzacije i sprecavanja osciliranja, prekid moze znaciti u najmanju ruku los zvuk, a cesto i samounistenje uredjaja koji se iz pojacala pretvori u odasiljac.
Tantal kondenzatori, unatoc odredjenom broju prednosti, imaju problem 'iznenadne smrti', koja se manifestira kao kratak spoj. Na zalost, ako struja nije dovoljno velika, sam kondenzator ne pokazuje znake problema, cak moze u slijedecem ukljucivanju normalno raditi, a kao proklet, najcesce savrseno radi kad ga se mjeri. Postotno gledano, kolicina tantala koji imaju ovaj problem nije velika, ali upravo i jest problem sto se greska ne moze unaprijed pretpostaviti. Tako se moze dogoditi da se nesto 'zadimi' iz 'nepoznatih' razloga, a drugi, jednak uredjaj, radi savrseno 'zauvijek'. Ako postoji sumnja u tantale, na zalost, jedini kompletan lijek je zamjena svih u uredjaju. Pri tome treba voditi racuna da neki tantali nemaju zvuk (tj. glume 'savrsen' kondenzator) a drugi cujno izoblicavaju signal.
Jos jedna vrsta kondenzatora koja moze biti problematicna su polistireni. Lako se prepoznaju jer izgledaju kao smotuljci folije i debljeg najlona. U rijedjim slucajevima budu zaliveni smolom u plasticnu kutijicu, u kojem slucaju nisu problematicni. Sam kondenzator ovdje nije problem, no polistiren ima jako nisko taliste pa ga je moguce ostetiti prilikom lemljenja. Greska se najcesce manitestira kao gubitak kontakta ili kratki spoj ako se kondenzator savije dok je zalemljen na plocici, i naravno, jako ju je tesko naci. Polistirenske kondenzatore je gotovo nemoguce pronaci u prodaji osim sa starih lagera. Jedina dostojna zamjena im je silver mica."

Vratimo se sada na moje mozganje.
Pretpostavimo da idemo raditi upgrade nekog uređaja starog hrpu godina, zamjena elektrolita nakon 30 godina rada je sama po sebi jasna i mislim da tu netreba puno komplicirati. No što je sa folijama, pogotovo onima na putu signala ?

Redovno se susrećemo sa poliester kondenzatorima, pogotovo zelenim kao na slici:
slika
slika

Opet kopija, pogađate čijeg posta :)
"Zeleni je kond induktivni tip, lijevi crveni je niskog induktiviteta, desni crveni je tesko reci (bez seciranja), a keramika generalno ima minimalni induktivitet (prakticki jednak induktivitetu izvoda) ali ima nekih drugih problema, poput ovisnosti kapaciteta o naponu.

E sad, otkud to da je zeleni induktivni tip? Njegova 'ovalnost' presjeka potice od smjera u kojem su namotane folije, oko osi paralelne izvodima. Izvodi su jednostavno 'umetnuti' u folije tokom motanja da imaju kontakt s odgovarajucom elektrodom. Lijevi crveni, rastavljen, bi pokazao da je os oko koje su motane folije okomita na osi izvoda. Folije su zamaknute tako da metalizacija jedne elektrode viri lijevu stranu namotaja, druge na desnu. Izvodi su utisnuti u krajeve i zapravo kratko spajaju pojedine navoje svake elektrode, cime se sprecava da navoji cine induktivitet. Kod zelenog konda bi to nilo moguce napraviti samo na vrhu, ali bi to spojilo navoje samo za jednu elektrodu, dok bi druga i dalje ostala induktivna.

S obzirom da je broj namotaja folije proporcionalan i induktivitetu i kapacitetu, generalno kondenzatori tipa zeleni cine titrajni krug s prilicno slicnom rezonantnom frekvencijom, koja je reda 200-300kHz. Lijevi crveni ce cesce imati rezonanciju u podrucju 1-5MHz ili cak vise, a keramici nisu problem ni deseci MHz a i vise.
Impedancija kondenzatora pada do rezonantne frekvencije, otprilike onako kako bi se ocekivalo po formuli za impedanciju kondenzatora u odnosu na kapacitet i frekvenciju. Na rezonantnoj frekvenciji je impedancija minimalna, a iznad toga raste - dakle kondenzator se pocinje ponasati kao induktivitet. Jasno je da ce kondenzator raditi kao kondenzator samo ondje, gdje su frekvencijske komponente izmjenicne struje na njemu (cim vise) ispod rezonantne frekvencije. "


No da, ako si date truda i krenete čitat na sve strane, generalno se preporuča zamjena takvih, no sa čime ?
Osobno sam savršeno zadovoljan sa WIMA kondenzatorima, i praktički ih svugdje koristim no što kada nema odgovarajuće vrijednosti ?
primjerice
slika
ovakvih ima u vrijednostima od kakvih 56 ili 82nF a primjerice WIMa blokove nemožete dobiti u tim vrijednostima, nego primjerice u 47 i 68 nF.

Što napraviti u takvim slučajevima, da li odabrati najbližu vrijednost, da li ići na veću, ili manju, ili jednostavno sve ostaviti tako kako je ako stvar radi ?
Naravno, ovdje ne pričam o aktivnim skretnicama i sl, gdje je ispravna vrijednost kapaciteta krucijalna za rez.

i na kraju, svaka čast onima s dovoljno volje za čitanje ovog kratkog posta :D
Budimo UNIVERZALNI
Avatar
s@ki
 
Postovi: 1465
Pridružen/a: 05 svi 2011, 13:39

Re: izbor kondenzatora

PostPostao/la ilimzn » 04 lis 2011, 16:24

Ovisi o mjnestu gdje se upootrebljavaju. Ako su dio bilo kakvog sklopa gdje odredjuju nekakvu vremensku konstantu (tipa filter, kasnjenje itd) onda nema druge nego pokusati iskombinirati pravu vrijednost. Za druge stvari je najcesce dovoljno uzeti najblizu vrijednost, a ponekad postoje odredjene prednosti ako se uzme najbliza veca vrijednost. Za neke primjene tipa bypass puno veceg kondenzatora (tipicno elektrolita) vrijednost nije kriticna no konstrukcija kondenzatora moze dobro 'igrati' s parazitnim komponentama elektrolita - ovdje se tocna zamjena moze dobiti jedino mjerenjem, iako su tolerancije parametara u ovom slucaju (jer se ne radi o kapacitetu) obicno tolike da vrijednost nije kriticna i cesto moze varirati za red velicine s jednakim rezultatima.

PS u upotrebi su folije od prilicno razlicitih materijala a 'pakiranja' su prilicno standardizirana tako da se po izgledu ne moze u pravilu odrediti koji je dielektrik, osim u slucajevima gdje on diktira konstrukciju (primjeri bi bili keramika, cilver mica, polistiren). Svi ostali folijski kondenzatori obuhvacaju poliester, polikarbonat, polipropilen i jos ponesto egzoticnijih materijala tipa teflon, kapton - potonji su uglavnom za viskoke napone. Osim toga, razlikuju se dvije osnovne familije, a to su kondenzatori s metaliziranom folijom, i kondenzatori s sendvicem dielektricke i metalne folije. Razlika je u parazitnom otporu - metalizacija je vrlo tanka i ima dosta visok otpor, za razliku od folije. Radi toga se prvi koriste u sklopovima gdje su struje relativno niske, a drugi tamo gdje se zahtoijevaju visoke struje. Ovo treba uzeti s dozom rezerve jer se mehanickom konstrukcijom razlike mgu dosta smanjiti - recimo, kraca konstrukcija s vise slojeva bilo motanih ili slozenih na kup (tzv. multilayer) efektivno smanjuje duljinu metalizacije od izvoda do suprotnog kraja folije, i mnoge takve sekcije spaja u paralelu. Kondenzatori s metaliziranom folijom su u pravilu manjih gabarita od istih takvih (kapacitetom i maksimalnim naponom) s folijom od metala - ta folija zauzima dosta mjesta.
ilimzn
Iron Man
 
Postovi: 979
Pridružen/a: 05 svi 2011, 12:39

Re: izbor kondenzatora

PostPostao/la s@ki » 04 lis 2011, 19:04

naravno, kao što sam i sam rekao a i ovim je potvrđeno, tamo gdje je riječ o filterima, itd naravno da će se nabaviti ista vrijednost.
dosad sam u pravilu uvijek imao odgovarajuće vrijednosti pa se zapravo i nisam zamarao ovom tematikom.
no kako me uskoro čeka lagani refresh CDplayera u kojem je dosta "čudnovatih" kondova iste bih zamjenio nečim boljim/novijim, u najmanju ruku vrlo dostupnim WIMA blokovima. Ovdje pričam o analognoj sekciji samo playera, o napajanju i ostalim "sektorima" ćemo drugi puta u pravilnoj temi. No kao i tamo, i u AMCu recimo se našla hrpa ovih "zelembača" i ako se ne varam neke vrijednosti sitno odstupaju od "chipoteka nabavljivih"
Većinom su te folije s tolerancijom od 5-10 % što će reć da su na kraju praktična odstupanja jedne od druge vrijednosti zapravo dosta mala. Pretpostavljam da manje devijacije u vrijednosti kapaciteta neće biti presudne, pogotovo ako se ide na kvalitetniju komponentu.
No opet, ovdje ima daleko iskusnijih ljudi sa više praktičnog znanja od mene pa je bolje bilo prodiskutirati :D
Budimo UNIVERZALNI
Avatar
s@ki
 
Postovi: 1465
Pridružen/a: 05 svi 2011, 13:39

Re: izbor kondenzatora

PostPostao/la ilimzn » 04 lis 2011, 20:15

Najjednostavnije je da postas shemu s oznacenim kondenzatorima koji su upitni, i onda se sve moze definitivno odgovoriti....
ilimzn
Iron Man
 
Postovi: 979
Pridružen/a: 05 svi 2011, 12:39


Natrag na Tweak

Na mreži

Trenutno korisnika/ca: / i 1 gost.

cron