Eletrolitinių kondensatorių maras niekaip nesibaigia, o tiktai stiprėja. Šio maro ekonominės pasekmės kogero dar didesnės nei nuo žvėrelių gripo. Tačiau šis maras yra mažiau pastebimas ir paprasti žmogeliukai net nepastebi jo. Jie tiktai mato, kad jų buitinis prietaisas staiga pradėjo kvailioti, arba išviso nebeįsijungia ar staiga kambaryje užuodžiama specifinė smarvė. Yra visokių legendų apie šią ligą, tačiau pagrindinė konspiracijos teorija kuria linkiu tikėti yra labai paprasta: vartotojiškos visuomenės skatinimas. Paprasčiausiai elektronikos gamintojams ekonomiškai neapsimoka gaminti patikimą buitinę aparatūrą. Ypač kai elektronikos progresas toks spartus- kam reikalingas koks nors DVD grotuvas, kai už poros metų BlueRay grotuvas ar koks media centras bus žymiai geresnis. Todėl ir projektuojant aparatūrą paprasčiausiai paskaičiuojama, kad prietaisas veiktu jam skirtą garantinį laikotarpį, o toliau gi nesvarbu. Tačiau ne visi žmonės gali sau leisti keisti aparatūrą kaip kojines ir jie bando techniką remontuotis. Kodėl patys? Todėl, kad dėl iškreiptos ekonomikos legaliai dirbantys profesionalūs meistrai negali pigiai remontuoti.

Taigi žmonės bando keisti elektrolitinius kondensatorius patys. Ir jiems iškyla klausimai, į kuriuos jie patys negali atsakyti, nes tai patys elementariausi klausimai elektronikos specialistui esantys “naturaliai suprantami”. Laikas nuo laiko gaunu laiškelius su tais klausimais ir pabandysiu į juos atsakyti…

1. Kas yra kondensatorius (kondikas) ir kas yra “elektrolitas” ar elektrolitinis kondensatorius? Kondensatorius tai elektronikos elementas kuris savyje išlaiko elektros energijos krūvį. Dėl fizikos dėsnių kondikas nepraleidžia pastovios įtampos, tačiau per jį “teka” kintama srovė. Vienas iš kondensatoriaus parametrų yra talpa- kiek jis tos energijos gali sukaupti, kitas parametras- įtampa, tai yra iki kokios įtampos tas prietaisas dirba. Šis apibrėžimas nėra tikslus ir netgi nelabai teisingas, bet “vartotojui” tiek info ir užtenka. Kondensatorius- tai dvi izoliuotos viena nuo kitos plokštelės (dėl to toks žymėjimas schemoje). Kuo plokštelių plotas didesnis ir kuo mažesnis atstumas tarp plokštelių, tuo didesnė talpa. Kuo plonesnis atstumas, tuo mažesnė įtampa. Elektrolitiniuose kondensatoriuose “tarpelis” arba izoliacija padaryta chemiškai- tai oksido ar kito brūdo plėvelė ant metalinės plokštelės. Kad atstumas tarp plokštelių būtų minimalus, viena iš plokštelių yra “šlapia” nuo elektrolito ir laidus skystis tikrai arti kitos plokštelės. Teisingai pajungtas kondikas veikia taip, kad įtampa ir pagamina tą izoliacinę plėvelę. Atvirkščiai pajungus, ta plėvelė ištirpsta ir pasidaro kabuum!

Šioje fotkėje matos vienas kondikas kuris taip sprogo, kad nulėkė aliumininis korpusas ir matosi suvyniotos “plokštelės”.
Todėl elektrolitiniai kondensatoriai turi poliariškumą (jie dar vadinami poliariniai kondensatoriai) ir jie teisingai veikia, kai ant kondiko gnybtų būna šioks toks pastovus potencialas.
Kondikas nėra tobūlas prietaisas ir jis turi savo vidinę varžą (plačiau apie tai mano ESR straipnyje). Kai kada ta varža neturi didelės svarbos (pvz. garso signalo perdavimui), tačiau kai kuriose grandinėse (ypač impulsinėse ir maitinimo šaltiniuose) tai labai svarbus parametras. Todėl jei keisit tokius kondikus, pirkti atitinkamai bet kokius ir Low ESR (mažo impendanso?).

2. Kaip nustatyti kondensatoriaus poliariškumą? Kaip nustatyti kuriuo galu jungti kondiką į spausdintą plokštę (PCB)?

Dažniausiai, ant PCB plokštės būna taip vadinamas silk-screen t.y. atspausdinti detalių numeriai, visokia kita informacija ir poliarinių detalių pajungimas. Ypač schemose, kurias surenka žmonės, o ne robotai. Pagal nusistovėjusią tvarką, kondensatoriai šone turi juostelę kuri žymi neigiamą polių. Ant tos juostelės dažnai būna besikatojantis minuso ženklas ar net parašyta “negative”. Tačiau būna išimčių. Užrašai ant plokščių dažniausiai būna supaprastinti iki užtušuoto pusės apskritimo- tai rodo neigiamą polių. Tačiau tai nėra privalomas standartas…

Čia matosi, kad užtušuotas pusapskritimis pakeistas paprastu baltu kvadratėliu, tiesa nupaišytas papildomas pliusas.
Bet! Ispėjimas. Mano praktikoje buvo ASRock gamybos kompiuterio pagrindinė plokštė kurios PCB silk screen buvo ATVIRKŠČIAS! Aš sulitavau visus kondikus pagal juosteles ir poto atkreipiau dėmesį, kad neliesti kondikai pajungti “atbulai”. Įjungus plokštę ir pamatavau įtampas ant kondikų ir taip nustačiau teisybę- kondikus teko vėl perlituoti. Kadangi buvo žema įtampa, tai kondikai padirbo ir atvirkščiai pajungti. Tokį bajerį padarius su aukštos įtampos kondikų labai ilgai nepasidžiaugtumėt- kondensatoriai sprogtų labai greitai.
3. Kodėl sprogsta kondikai? Todėl, kad nuo vienos ar kitos priežasties užverda elektrolitas. O užverda jis uždaroje dėžutėje- aukštas slėgis ir nukelia stogą (specialios įpjovos korpuse saugo, kad sprogimo metu nebūtų skeveldrų) ar išrauna kojas.
4. Ką reiškia temperatūra ant detalės šono? Tai didžiausia darbinė temperatūra prie kurios garantuojams kondiko darbas numatytą valandų kiekį. Jei kondikas dirba šalčiau (bet ne dideliam šaltyje), tai jo darbo laiko didėja. O kuo karsčiau, tuo trumpiau. O ir amžinas didelis karštis viduje nėra gerai- elektrolitas vistiek skverbiasi laukan. Todėl reikia dėti atitinkamos (ar aukštesnės) temperatūros kondensatorius. Taip pat apžiūrėti konstruciją, kad būtų gera ventiliacija ir aušinimas (peržiurėti ar dulkės neužkinšo grotelių, ar sukasi ventiliatoriai ir panašiai). Kartais galima tobulinti konstrukcija- pjauti naujas skyles, nuplėšti visokias plėveles ar didinti radiatorius.

5. Kas yra solid capacitors? Labai dažnai tai būna tik reklaminius triukas. Tačiau tikrai yra solid (kieti) kondensatoriai. Pirmiausia tai tantaliniai kondensatoriai (dabar naudojami rečiau, nes jiems reikalingas retasis metalas tantalas. Ir dar jų parametrai nėra labai stebuklingi). Kondensatoriaus vidinė konstrukcija kiek kitokia- gabaliukas porėto tantalo metalo, truputis elektrolito su sieros rūgšties pagrindu. Tantaliniai kondikai irgi sprogsta. Ypač greitai jie sugenda jei supainioti poliariškumą.

Tačiau čia poliariškaumas atvirkščiai pažymėtas. Juostelė ant kondiko rodo TEIGIAMĄ polių. Tas pats ir su silk screenu. Nuotraukoje geltoni stačiakampiai yra tantaliniai kondensatoriai. Jų teigiamas polius pažymėtas oranžine spalva.

Čia irgi tikriausiai tantaliniai kondikai. Tik jų korpusas juodas. O pliusas pažymėtas balta spalva.
Ne visi “kvadratiniai” kondikai tantaliniai. Naujesnėje technikoje, notebukuose, rimtesniuose kompuose ir kitoje aparatūroje aptinkami aliumininiai elektrolitiniai kondensatoriai kvadratiniam korpuse. Ju ESR yra labai mažas, dažnai darbinė įtampa būna vos keli voltai, tačiau jie laiko milžiniškas sroves. Beja, yra straipsniukas apie kondensatorių žymėjimą.

Šioje nuotraukoje matosi du kondensatoriai. Tai “automotive” plokštė- su platesnėm darbinėm temperatūrom, didesniu patikimumu. O kad apsaugoti nuo drėgmės, dar viskas užlieta laku.
Tačiau elektrolitinių kondensatorių įvairovė nesibaigė. Va keletas išluptų detalių:

Kad geriau pamatyti spauskit ant nuorodos.

Kai kurie elektrolitai būna montuojami ant PCB viršaus (SMD- surface mount device). O jų neigiamo polio žymėjimas minimalizuotas iki nedidelio brūkšnelio ant korpuso.
Nuotraukoje yra vienas ne elektrolitinis kondensatorius- ruda detalytė kairėje apačioje. Tai keraminis kondensarius, tikra “solid” detalė. Ji neturi poliariškumo, o pas naujausius modelius, talpa pasiekė ir poliarinių kondensatorių lygi- šioje nuotraukoje esančio keraminio kondiko talpa 47uF. Keraminiai kondikai turi tikrai labai maža ESR ir labai dažnai naudojami prie procesoriaus core kojyčių. Tačiau dažnas keraminis kondikas negali duoti didelės srovės del to, kad ju vidiniai jungiamieji laidai labai ploni.

Štai ir viskas. Kadangi ši tema man yra irgi “savaime suprantama”, tai prašom užduoti bet kokio žalumo ar geltonumo klausimus komentaruose ir aš pasistengsiu išaiškinti atsakymus.

2010.02.08 papildymas– Polimeriniai kondensatoriai.
2010.11.19 papildymas– Polimerinių kondensatorių parametrai.