Termékajánló
Hírlevél
Házhozszállítás

Fizetési megoldás
Tanúsítvány
SSL Certificate
Blog
2018.10.18 10:57

Tápegységek tervezett élettartama – elektrolitkondenzátorok – II. rész

Tápegységek tervezett élettartama – elektrolitkondenzátorok – II. rész

E heti cikkünkben áttekintjük, hogy milyen feladatokat látnak el az elektrolitkondenzátorok a tápegységekben, illetve hogy mivel jár ezek meghibásodása.

Előző heti cikkünkben bemutattuk, hogy milyen tényezők befolyásolják az elektrolitkondenzátorok és ezáltal a tápegységek élettartamát, valamint azt, hogy tápegység vásárlásakor milyen adatokat célszerű bekérni a forgalmazótól a várható élettartam felmérése érdekében. E heti cikkünkben áttekintjük, hogy milyen feladatokat látnak el az elektrolitkondenzátorok a tápegységekben, illetve hogy mivel jár ezek meghibásodása.

Indítóáramköri kondenzátorok

Amikor egy tápegységet hálózatra kapcsolunk, először az indítóáramköri kondenzátor töltődik fel energiával. Ennek a kondenzátornak az a feladata, hogy a tápegység kimenetének stabilizálódásáig ellássa energiával a vezérlőáramkört - a tápegység kimenetének felállása után további funkciója nincsen. Idővel a kondenzátor kapacitása csökken és egyre kevesebb energia tárolására képes, majd eléri azt az állapotot, amikor nem képes elég energiát tárolni a vezérlőáramkör elindítására. Ez egy gyakori meghibásodás olyan alkalmazásokban, ahol a tápegység viszonylag magas környezeti hőmérsékleten üzemel. Ameddig a tápegységet nem választjuk le a hálózatról, ebből a hibából nem észlelünk semmit, azonban a kikapcsolást követő visszakapcsolásakor a tápegység már nem indul el újra.

A minőségi tápegységek indítóáramkörébe minimum 105°C-os hőmérsékletre specifikált, hosszú élettartamú kondenzátorokat építenek be. Ezek a kondenzátorok nincsenek kitéve jelentős áramhullámosságnak, ezért az egyik legfontosabb tervezési szempont, hogy olyan helyen legyen elhelyezve, ahol a lehetőségekhez mérten védve van a környező alkatrészek hősugárzásától, figyelembe véve a légáramlás irányát is.

Bemeneti kondenzátorok

A bemeneti kondenzátorok nagy feszültségű és viszonylag nagy kapacitású kondenzátorok. Egyik meghatározó méretezési szempontjuk, hogy elegendő energiát tároljanak a tápegység működésének fenntartásához nagyon rövid idejű, tipikusan 20ms alatti feszütségkimaradások esetére is. A kondenzátorok kapacitásának csökkenésével ez a „fenntartási” időtartam is csökken, így a tápegység egyre érzékenyebb lesz a rövid idejű hálózatkimaradásokra, kiesik a szabályozásból vagy leáll és újraindul, ami a tápegység mögött álló fogyasztók gyakori újraindulásához és akár meghibásodásához is vezethet. A megfelelően megtervezett tápegységekben ezeket a kondenzátorokat úgy méretezik, hogy a tápegység tervezett élettartama során bekövetkező kapacitás csökkenés után is képesek legyenek biztosítani a szükséges energiát a rövid idejű hálózatkimaradások áthidalására. Ez a túlméretezés növelheti a tápegység árát, azonban elengedhetetlen a magas üzembiztonság és a hosszú élettartam szempontjából.

Az indítóáramköri kondenzátorhoz hasonlóan itt is elengedhetetlen olyan típusok beépítése, melyek minimum 105°C-os hőmérsékletre és hosszú élettartamra vannak specifikálva. Megfelelő méretezéssel és elhelyezéssel a kondenzátor hőmérséklete akár 75°C alá is szorítható, ami már kellően hosszú élettartamot biztosíthat a legtöbb alkalmazásban. Nagyon sok gyártó a mai napig 85°C-ra specifikált kondenzátorokat alkalmaz a bemeneten a költségek csökkentése érdekében. Erre érdemes különös figyelmet fordítani a tápegység kiválasztásakor.

Kimeneti kondenzátorok

A kimeneti kondenzátorok biztosítják a kellően szűrt kimeneti feszültséget. Ezeknek a kondenzátoroknak az elöregedése a kimeneti hullámosság és zaj megnövekedésével, illetve a szabályzókör stabilitásának csökkenésével jár. Azokban az alkalmazásokban ahol alacsony jelszintek vannak, elengedhetetlen az alacsony kimeneti zaj, így ezeknél az alkalmazásoknál a szokásosnál is nagyobb figyelmet kell fordítani a megfelelő kimeneti kondenzátorokkal ellátott tápegység kiválasztására.

A kimeneti kondenzátoroknál, a kapcsolóüzemű tápegységekben fellépő nagy áramhullámosság miatt elengedhetetlen az alacsony soros ellenállású típusok alkalmazása. Azt már talán mondanunk sem kell, hogy a tápegység kimenetére is legalább 105°C-ra specifikált kondenzátorokra van szükség. Gyakori probléma, hogy a gyártók nem fordítanak kellő figyelmet az áramhullámosság csökkentésére, a költségcsökkentés érdekében nagyobb soros ellenállású és alacsonyabb hőmérsékletre specifikált kondenzátorokat használnak, ami a várható élettartam jelentős csökkenésével jár.

Összefoglalás

Az előzőekben felvázolt problémák egyike sem okozza feltétlenül a tápegység működésképtelenségét, azonban befolyásolják az adatlapban specifikált paraméterek teljesülését. A tápegység akkor tekintendő az élettartamának végén lévőnek, amikor már nem képes a specifikált üzemi paramétereit teljesíteni.

Mivel a tápegységeken belüli elektrolitkondenzátorok üzemi paramétereinek értékelése csak megfelelő szakértelemmel és jelentős idő- és költségráfordítással végezhető el, célszerű a tápegység vásárlása előtt az előző cikkünkben már említett megbízhatósági dokumentációkat áttanulmányozni. Ezek a dokumentumok számításba veszik a különböző elektrolitkondenzátorok várható élettartamát különböző szerelési módokra és terhelésekre, így átfogó képet kaphatunk arról, hogy tápegységünk várhatóan mennyi ideig fog az adatlapjának megfelelően üzemelni.