Zahteve za kondenzatorje so vedno strožje. Pri folijskih kondenzatorjih je glavna skrb zaščita pred vdorom vlage, saj to pomeni bistveno boljšo zanesljivost in življenjsko dobo.
Rutronik GmbH
Avtorja: Marcel Fritz, Christian Kasper
Robustni in z dolgo življenjsko dobo
Že med proizvodnjo je prisotna nevarnost vdora zračne vlage v kondenzator. Visoka zračna vlažnost lahko med delovanjem napade naparjeno kovinsko plast folijskih kondenzatorjev. Če posoda iz umetne mase ali masa za zalivanje ne zagotavlja zadostnega tesnjenja, lahko v kondenzator vdre vlaga.
Pri kondenzatorjih za dušenje elektromagnetnih motenj (Radio Frequency Interference – RFI) vlaga ne povzroča le korozije kovinske plasti, ampak tudi t. i. koronski učinek, ko je priključena napetost. Takrat kovinsko plast na foliji poškoduje ionizacija. Posledice so izguba kapacitivnosti in hitrejše naraščanje izgubnega faktorja.
Pri enosmernih kondenzatorjih vlaga v komponenti prav tako povzroči korozijo kovinske plasti, kar negativno vpliva predvsem na njihovo zanesljivost in življenjsko dobo. Zato je nujno preprečiti vdor vlage, da ne poslabša delovanja komponent. Poleg empiričnih študij tudi številne analize kažejo, da je vdor neželene zračne vlage v folijske kondenzatorje glavni razlog za krajšo življenjsko dobo.
Kaj je THB?
Priznan standard za pospešeno preizkušanje življenjske dobe je preizkus odvisnosti od temperature in vlažnosti (Temperature Humidity-Biased, THB). Ta preizkus zanesljivosti vključuje pospešitev staranja kondenzatorjev in merjenje, ali kondenzatorji v določenem času ohranijo svojo kapacitivnost, izgubni faktor in izolacijsko upornost pri določeni temperaturi, relativni vlažnosti (RH) ter nazivni napetosti (tabela 1).
Glede na stopnjo preizkusa (tabela 2) izpolnjujejo kondenzatorji različne podnebne zahteve. Pri preizkusu stopnje IIIB, visoka odpornost pri visoki vlažnosti, morajo kondenzatorji nepoškodovani prenesti 1000 ur delovanja pri 85 °C in 85-odstotni relativni vlažnosti ter priključeni nazivni napetosti.
Pri kondenzatorjih, ki prestanejo te preizkuse, ostanejo najpomembnejši električni parametri skozi celotno življenjsko dobo bistveno bolj stabilni kot pri standardni komponenti. Posledično zagotavljajo komponente THB daljšo življenjsko dobo in večjo zanesljivost.
Kot kaže tabela 2, imata stopnji IIB in IIIB razreda THB najstrožje preizkusne pogoje. Razlikujeta se le v tem, koliko časa je prisotna napetost.
Od kod izvira trend komponent THB?
Povpraševanje po komponentah THB narašča. Eden od razlogov je standard IEC za kondenzatorje RFI, ki velja od leta 2016. Določa, da morajo biti kondenzatorji skladni vsaj z razredom THB, stopnja I. Močno gonilo za razred THB so motorna vozila, vendar pa se kondenzatorji THB vse pogosteje uporabljajo tudi v industriji. Razlogi za to so očitni, če upoštevamo podnebne razmere, v katerih morajo na primer solarni razsmerniki delovati čim dlje in zanesljivo.
Ker ponudnik, na primer proizvajalec razsmernikov, pogosto ne ve, kje se uporablja njegov izdelek, je razsmernike (in s tem tudi kondenzatorje) smiselno zasnovati za najslabše možne pogoje. Tako bodo zanesljivo delovali tudi v najtežjih pogojih delovanja.
- Kako se kondenzatorji THB razlikujejo od standardnih?
Proizvajalci dosegajo daljšo življenjsko dobo in boljšo zanesljivost kondenzatorjev THB s posebno zasnovo. Ključnih je pet dejavnikov:
Ohišje: PPT ali PPS z okrepljeno zatesnitvijo
Masa za zalivanje: epoksidna smola visoke kakovosti in s tem z visoko odpornostjo proti vlažnosti
Folija: debelejša plast folije za boljše samoceljenje
Kovinska plast: zmes različnih kovin za boljše samoceljenje
Proizvodnja: zagotovitev nizke zračne vlažnosti
Nekateri proizvajalci se za dodatno zmanjšanje ionizacijske napetosti na foliji zanašajo tudi na notranje zaporedne vezave folij.
Kje se uporabljajo kondenzatorji THB?
Kondenzatorji THB so prva izbira za načine uporabe, ki so izpostavljeni visokim temperaturam (ali še pomembneje: velikim temperaturnim nihanjem) in/ali visoki zračni vlažnosti.
Tu je njihova uporaba še posebej priporočljiva. To zaradi visokotemperaturnih obremenitev vključuje praktično vse načine uporabe za motorna vozila, pa tudi za infrastrukturo, npr. za polnilnice.
V industriji so to predvsem razsmerniki, solarni razsmerniki, frekvenčniki, pametni števci in vetrne elektrarne. Poleg tega so modeli THB koristni za načine uporabe z visokimi zahtevami glede življenjske dobe in zanesljivosti folijskega kondenzatorja.
Zaključek
Relativno nov razred folijskih kondenzatorjev zagotavlja povečano zanesljivost in daljšo življenjsko dobo. Izboljšane lastnosti zagotavljajo nove in trajnostne načine uporabe za prihodnost, na primer na področju elektromobilnosti ali obnovljivih virov energije.
Rutronik GmbH,Podružnica v Ljubljani
Motnica 5, 1236 Trzin, Slovenia
E-pošta: rutronik_si@rutronik.com
Tel. +386 1 561 09-80
https://www.rutronik.com
