¿Por qué se siguen fabricando condensadores electrolíticos?

Question

¿Cuáles son las ventajas de utilizar condensadores electrolíticos?

Sé que en el pasado los condensadores electrolíticos tenían más capacitancia, pero con los condensadores cerámicos multicapa (MLCC) parecen completamente obsoletos. Los MLCC también pueden tener altas capacitancias, pero tienen menor resistencia equivalente en serie (ESR), menor inductancia equivalente en serie (ESL), y son mucho más pequeños físicamente. Tengo mucha curiosidad por saber por qué se fabrican electrolíticos de menor valor.

¿Podría alguien explicar por qué alguien utilizaría un electrolítico de alto valor en lugar de un condensador cerámico de alto valor?

Answer 1

¿Qué ventajas tiene el uso de electrolíticos?

• Disponible con una capacitancia aproximadamente 3 órdenes de magnitud superior con la misma tensión nominal
• La capacitancia es estable bajo polarización CC, mientras que la mayoría de los MLCC (Clase 2) no lo son.

Esencialmente dan mucha más capacitancia y esa capacitancia es mucho más estable, especialmente por encima de unos pocos voltios de CC.

Tengo mucha curiosidad por saber por qué se fabrican electrolíticos de menor valor.

Hojeando Digi-Key, no parece haber muchos electrolíticos de menor valor en producción. La mayoría son piezas de mayor valor/tensión que no se pueden conseguir en MLCC. Sin embargo, los valores más bajos siguen siendo útiles, especialmente para cosas como los amplificadores de audio, donde a menudo no se desea que el valor del condensador cambie con la tensión.

Answer 2

La tensión nominal sería la mayor diferencia, ya que los electrolíticos son mucho más baratos si necesitas una tensión nominal más alta en el mismo valor. Pero hay muchos factores diferentes para comparar y realmente no hay reglas duras y rápidas.

Por ejemplo, si necesita un condensador de 10 F con una tensión nominal de 63 V, el coste de un condensador cerámico puede ser varias veces superior.

Los tapones cerámicos tienen mejores valores nominales porque los conductores son más pequeños, los conductores y el metal tienen inductancia, lo que lleva a una especificación ESL más baja. Por lo tanto, los electrolíticos suelen tener una clasificación ESL más alta.

Fuente: https://www.johansondielectrics.com/basics-of-ceramic-chip-capacitors

Fuente: http://en.wikipedia.org

Answer 3

El electrolítico de Al medio tiene un maravilloso producto ESR-capacitancia para actuar como amortiguador contra los zumbidos desagradables en el rango de los MHz. Esto está muy bien porque este tipo de zumbido puede aparecer fácilmente debido a los anchos de banda habituales de los reguladores de voltaje y las cargas MLCC. Esto se puede simular a continuación desconectando Cel (el regulador oscila), poniéndolo como un MLCC (10 m ESR, oscila) o teniéndolo ahí como un electrolítico (estable).

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Por supuesto, uno podría emular este comportamiento con un MLCC y una resistencia en serie, pero uno necesitaría valores de resistencia inusuales en stock como 33 m o 330 m y uno necesitaría una resistencia diferente para diferentes capacitancias.

Otra desventaja de las cerámicas más grandes es que se dice que son propensas a agrietarse en paquetes mayores de ~1210. Así que necesitas montones de pequeños tapones para conseguir algo así como 100 F a 12 V, lo que es trivial con un solo electrolítico de Al y ahorrando costes.

Answer 4

Las cápsulas MLCC pueden ser microfónicas, lo que puede no ser aceptable. Si el valor es alto, una película metálica podría ser demasiado grande y/o demasiado cara. Además, los tapones MLCC tienen problemas de alimentación, por lo que algunos diseñadores colocan un electro en paralelo con varios tapones MLCC.

Answer 5

Economía tangencial: los condensadores electrolíticos se siguen fabricando porque se puede abaratar .

El equipo físico y la planta siguen existiendo y hace tiempo que se amortizaron. El coste incremental de seguir operando la línea es bajo, por lo que mientras la pieza pueda venderse con beneficios, la línea de producción puede seguir funcionando hasta que se produzca un fallo catastrófico o el desgaste produzca piezas no funcionales.

Lo vemos con todo tipo de artículos: una rueda libre de bicicleta cuesta 10 dólares, mientras que el casete, mucho más sencillo, cuesta más. Lo mismo ocurre con las piezas y moldes de inyección de plástico.

¿Son estos componentes los mejores? No, pero si el conjunto final tiene una lista de materiales más baja con la misma funcionalidad global, los contables estarán más contentos.