Invecchiamento e caratterizzazione in-circuit dei condensatori elettrolitici in alluminio

Questo documento descrive la caratterizzazione dei condensatori elettrolitici in alluminio utilizzati specificamente nelle applicazioni dei convertitori di potenza AC-DC. Verrà discusso il motivo per cui questa tecnologia di condensatori è critica per quanto riguarda la durata e perché non può essere sostituita semplicemente da un'altra tecnologia di condensatori. Verranno discussi i diversi effetti dell'invecchiamento del condensatore. Verrà presentato l'utilizzo del condensatore in diverse topologie di convertitori AC-DC. I circuiti di simulazione saranno utilizzati per analizzare il condensatore in modo più dettagliato, prima di eseguire le misure necessarie per dimostrare un esempio reale di alimentatore a commutazione (SMPS).

Dopo aver introdotto le basi e la teoria del condensatore elettrolitico in alluminio, questo documento presenterà anche tutte le misure importanti e possibili dei parametri del condensatore, come la capacità, la resistenza serie equivalente (ESR) e la corrente di ondulazione (ripple). Ciò include la misurazione in-circuit che può essere eseguita con un oscilloscopio. Inoltre, per ottenere misure di alta accuratezza, viene utilizzato un ponte LCR. Verrà presentato un confronto tra i due metodi di misurazione. Inoltre, verrà discusso e presentato l'hardware di misura necessario per le misure in-circuit la misura con il ponte LCR.

Infine, vengono presentati due diversi metodi di calcolo della durata di vita e viene utilizzato un esempio reale per confrontare i vantaggi e gli svantaggi dei diversi metodi.

Grazie a Frank Puhane di Würth eiSos GmbH & Co. KG che mi ha fornito tutti i campioni di condensatori elettrolitici in alluminio, compreso il condensatore preparato con sensori di temperatura incorporati per eseguire tutte le misurazioni. Inoltre, la sua notevole competenza è stata di grande utilità e aiuto per la creazione di questa nota applicativa premium.