Kondensatory elektrolityczne w sprzęcie audio.

[fugasi]

Może uda się pomierzyć zniekształcenie wprowadzane przez kondensatory przy sygnale m.cz., dla którego część przebiegu powoduje odwrócenie polaryzacji napięcia na kondensatorze elektrolitycznym. Z takim przypadkiem można się spotkać w przypadku kondensatora znajdującego się w pętli sprzężenia zwrotnego stopni końcowych wykonanych na tranzystorach i układach scalonych, gdy w sygnale wejściowym występują przebiegi o najniższych częstotliwościach i dużej amplitudzie.

Czy kondensatory Nichicon Muse serii ES (foto) mogą mieć tu jakąś przewagę, skoro są określane przez producenta jako bipolarne?

[Romekd]

Witam.
fugasi, w układach, w których może dojść do odwrócenia biegunowości na kondensatorze na pewno te Nichicony ES będą dużo lepsze od zwykłych kondensatorów elektrolitycznych. Najgorzej w takich układach zachowują się kondensatory tantalowe i polimerowe. Można je również stosować w obwodach napięć zmiennych, np w zwrotnicach głośnikowych.

Pozdrawiam,
Romek

[fugasi]

A jakie wady lub ograniczenia mają elektrolity bipolarne? Bo przecież muszą jakieś mieć, gdyby nie miały, to ani producenci ani użytkownicy nie utrudniali by sobie życia tymi zwyczajnymi.

[Waldemar D.]

Może są po prostu trudniejsze w produkcji... czy nie są to zwyczajnie dwa kondensatory w jednej obudowie?

[Romekd]

Witam.

A jakie wady lub ograniczenia mają elektrolity bipolarne? Bo przecież muszą jakieś mieć, gdyby nie miały, to ani producenci ani użytkownicy nie utrudniali by sobie życia tymi zwyczajnymi.

Aluminiowe kondensatory bezpolaryzacyjne mają wady podobne jak zwykłe "elektrolity" - są mało stabilne przy zmianach temperatury, wykazują dużą stratność przy wyższych częstotliwościach, mają bardzo dużą upływność i zdecydowanie większą rezystancję szeregową (ESR) niż kondensatory foliowe. Cechują się też chyba największą ze wszystkich typów kondensatorów absorpcją dielektryczną.

(..)czy nie są to zwyczajnie dwa kondensatory w jednej obudowie?

Chyba masz rację. W latach 70. by uzyskać "kondensator bipolarny" łączyliśmy dwa zwykłe kondensatory elektrolityczne szeregowo (łączyło się ze sobą oba wyprowadzenia ujemne lub dodatnie). Parametry tak uzyskanego "kondensatora bipolarnego" były bardzo kiepskie i trzeba było pamiętać, że podana na niego amplituda sygnału nie mogła przekraczać jednej piątej znamionowego napięcia każdego z kondensatorów. Te współczesne też mają dużo większe gabaryty w stosunku do zwykłych kondensatorów o podobnym napięciu dopuszczalnym.


Dodano:
Przejrzałem kilka not aplikacyjnych z danymi kondensatorów przeznaczonych do zastosowań audio. Zaskoczyło mnie, że nic konkretnego w nich nie ma . Pod względem podanych parametrów są one wyjątkowo ubogie. Producenci podają mało istotne informacje, jak np. gabaryty, produkowane wartości pojemności, kolor kondensatorów danej serii.. Nie ma natomiast dopuszczalnych prądów, szeregowej rezystancji, czy innych ważnych informacji, które pozwoliłyby sprawdzić czy dany typ kondensatora nadaje się do jakiejś konkretnej aplikacji. Często spotykam bardzo duże pod względem gabarytów kondensatory bipolarne i nie bardzo wiem czym je zastąpić? Zdjęcie w załączniku przedstawia trzy kondensatory - zwykły TEAPO SEK 100 uF/160 V, bezpolaryzacyjny Nichicon MUSE o pojemności 100 uF/50 V i Lelon o parametrach 3,3 uF/50 V (największy z nich).

Pozdrawiam,
Romek

[Romekd]

Podstawowe parametry kondensatorów elektrolitycznych Rubycon Black Gate dla częstotliwości pomiarowej 120 Hz, 1 kHz i 10 kHz.

[szalony]

A to nie jest tak, że kondensatory bipolarne mają obie elektrody wytrawione ( o dużej powierzchni) - co umożliwia powstanie warstwy Al2O3 (zaformowanie) na obu elektrodach ? Kiedyś tak wyczytałem w artykule o elektrolitach.

[Jasiu]

A to nie jest tak, że kondensatory bipolarne mają obie elektrody wytrawione ( o dużej powierzchni) - co umożliwia powstanie warstwy Al2O3 (zaformowanie) na obu elektrodach ? Kiedyś tak wyczytałem w artykule o elektrolitach.

To się chyba nie za bardzo da zrobić - jak prąd sobie płynie i na jednej elektrodzie jest utlenianie, to na drugiej redukcja.

Jasiu

[Romekd]

Witam.
Rozebrałem bipolarny kondensator firmy Lelon 3,3 uF/50 V (ze zdjęcia zamieszczonego powyżej). Wewnątrz znajdowały się dwie identyczne z wyglądu okładziny, wykonane z aluminium o doskonałym lustrzanym połysku, rozdzielone dwiema nasączonymi elektrolitem bibułkami. Zaskoczyła mnie bardzo duża powierzchnia tych okładzin (każda ma ok. 176 cm^2) w stosunku do małej pojemności kondensatora i jego stosunkowo niskiego dopuszczalnego napięcia pracy. Przed dokonaniem "sekcji zwłok" kondensatora, zmierzyłem jego parametry. Okazały się dość zaskakujące - kondensator wykazywał niemal identyczną stratność w szerokim zakresie częstotliwości (dla f =100 Hz... 10 kHz jego dobroć Q wynosiła ok 35 i spadała do około 20 przy częstotliwości 100 kHz). Rezystancja szeregowa przy częstotliwości 100 kHz wynosiła około 25 mR .
Zastanawiam się jak się je produkuje. Może podczas formowania używa się dodatkowej trzeciej elektrody, umieszczonej na zewnątrz zwijki?

Pozdrawiam,
Romek

[szalony]

Postaram się rozebrać taki kondensator, i obejrzeć okładzinyy na mikroskopie metalograficznym, porównując ze zwykłym elektrolitem. Jako metaloznawca (niedoszły jeszcze) muszę się temu przyjrzeć.

[Romekd]

Witam.
szalony
Przyjrzenie się tym okładzinom mogłoby być dość interesujące. Rozebrany przeze mnie kondensator posiada niższą rezystancję szeregową niż wile kondensatorów o dużo większych pojemnościach, na dodatek określanych jako super niskoimpedancyjne. Powierzchnia okładzin przy pojemności kondensatora 3,3 uF jest dużo większa niż w kondensatorze o pojemności 2200 uF/ 16 V.

W międzyczasie sprawdziłem upływność kondensatorów Rubycon Black Gate. Pomiaru dokonywałem co 24 godziny, licząc czas od momentu podłączenia kondensatorów pod napięcie bliskie znamionowemu. Ostatni pomiar dokonałem po upływie 150 godzin (wyniki w tabeli w załączniku), po czym kondensatory pozostawiłem włączone, tak by na koniec zmierzyć ich parametry po upływie 500 godzin ciągłej pracy. Audiofile twierdzą, że kondensatory Black Gate z upływem czasu pracy "grają coraz lepiej", czego w moich pomiarach nie udało się potwierdzić, gdyż jedynym parametrem, który uległ przez ten czas znaczącej poprawie był prąd upływności. Wszystkie pozostałe parametry kondensatorów uległy nieznacznemu pogorszeniu (załącznik nr. 2).

Jasiu zarzucił mi, że dokonywane przeze mnie pomiary nie przedstawiają żadnej wartości, gdyż są przeprowadzane na niereprezentatywnych próbkach. To oczywiście prawda, gdyż badam parametry kondensatorów podesłanych mi przez człowieka, który zajmuje się ich sprzedażą, i który zdając sobie sprawę z tego, że wyniki zamieszczę na publicznym Forum mógł podesłać mi dokładnie wyselekcjonowane egzemplarze. To całkiem możliwe, ale gdy przebadałem inne posiadane u siebie kondensatory (wykonałem pomiary setek różnych kondensatorów tego samego typu), to okazało się, że ich parametry są bardzo do siebie zbliżone i ciężko byłoby mi wybrać jakieś "wybitne" egzemplarze.. Możemy więc założyć, że przeciętne kondensatory tych typów mogą mieć parametry zbliżone, lub tylko nieznacznie gorsze. Tak czy inaczej traktuję te pomiary jedynie jako zabawę, a nie jakieś naukowe badania i proszę również podejść do nich z lekkim "przymrużeniem oka".

Pozdrawiam,
Romek

[iguzik]

Panowie mam pytanie tylko proszę o rzetelną i logiczną odpowiedź. Po co przy odsprzęganiu stosujemy dwa rodzaje kondensatorów ?? Nie wystarczy sam elektrolit ?? Przecież taki elektrolit bez problemu powinien zewrzeć do masy indukujące się na linii zakłócenia o wysokiej częstotliwości.

[jethrotull]

Panowie mam pytanie tylko proszę o rzetelną i logiczną odpowiedź. Po co przy odsprzęganiu stosujemy dwa rodzaje kondensatorów ??

Nie wiem, ja tam nie stosuję.

Nie wystarczy sam elektrolit ?? Przecież taki elektrolit bez problemu powinien zewrzeć do masy indukujące się na linii zakłócenia o wysokiej częstotliwości.

Powinien, i zewrze.

[_idu]

Panowie mam pytanie tylko proszę o rzetelną i logiczną odpowiedź. Po co przy odsprzęganiu stosujemy dwa rodzaje kondensatorów ?? Nie wystarczy sam elektrolit ?? Przecież taki elektrolit bez problemu powinien zewrzeć do masy indukujące się na linii zakłócenia o wysokiej częstotliwości.

Zajrzyj do układów cyfrowych (lub na płytę główną Ywojego komputera - niektóre procesoy mają blokujacę kondesdatory na swojej obudowie bo byłyby za daleko jakby miały trafić na płytę drukowaną) a przekonasz się czemu. Elektrolit owszem może być nawet w sporym oddaleniu od blokowanego obwodu. A niewielki możliwie bezindukcyjny możliwie jak najbliżej.

[gustaw353]

Wiele uwag i obserwacji jest tu słusznych.
Romekd pisał:
„Często w układach spotyka się blokowanie kondensatorów elektrolitycznych dodatkowym monolitycznym kondensatorem ceramicznym, co w przypadku kondensatorów o bardzo niskiej rezystancji szeregowej może powodować pewne problemy, natomiast na parametry kondensatora w zakresie częstotliwości akustycznych nie ma żadnego wpływu. Problemy zaczynają się dopiero przy częstotliwościach dużo wyższych, rzędu MHz.”
- no właśnie.
W układach lampowych gdzie długości przewodów połączeniowych są znaczne to i indukcyjności pasożytnicze też mamy spore. Tak więc problemy zaczynają się już od kiloherców.
Zamieszczone symulacje są bardzo poglądowe. Widać jak pojawia się wyraźny rezonans wartości L i C. Widać wyraźnie , że dobroć obwodu (Q) rośnie gdy maleje pojemność dołączonego dodatkowego kondensatora.
Widać też, że gdyby pozbyć się tego fatalnego wyskoku to charakterystyka/pasmo takiego zespołu kondensatorów byłaby idealną w szerokim zakresie częstotliwości.
I co ciekawe – skupiacie się nad parametrami kondensatora elektrolitycznego (tak, on jest ważny) lecz problem tkwi nie w nim.
Niespodzianki, zjawiska wyżej opisywane pojawiają się w różnych partiach układów elektronicznych. Typowym miejscem są filtry w obwodach zasilania.
Przyjmuje się, że niska oporność wewnętrzna zasilacza w zasadniczy sposób wpływa na parametry wzmacniacza. Stosuje się nawet cudowne stabilizatory i jeszcze bardziej cudowne kenotrony i super-audio-elektrolity.
I wszystkie te cuda są psu na buty za sprawą niewłaściwie przypiętego niepozornego kondensatorka. W całym paśmie ( a i koniecznie znacznie szerszym) wzmacnianych częstotliwości nasz zasilacz demonstruje fenomenalnie niską swoją oporność wewnętrzną ... tylko w jednym miejscu zamiast miliomów ma nawet setki tych omów. O co tu chodzi?
Powoduje to dziwne podbrzmiewanie wzmacniacza lub jego wzbudzanie się. Gdzie jest pies pogrzebany?
Kabel łączący zasilacz ze stopniem wzmacniacza ma np. długość ok 20 cm . Jego indukcyjność to parę μH i wraz z zapiętym na jego końcu małym kondensatorem (np. 100 nF) tworzy czwórnik L/C typu gamma transformujący oporność !!! Na jakiej częstotliwości pojawi się garb ?
Walczy się z tym stosując kilka różnych kondensatorów o stopniowanej pojemności połączonych równolegle. Czasami w szereg z jednym z nich włączony jest rezystor o wartości kilku/ kilkunastu omów – by dopasowanie oporności wej./wyj. było najlepsze i nie powstawała fala odbita (WFS ?) - tak , właśnie tak jak w dopasowaniu w obwodach w.cz.!!!
Te problemy często pojawiają się w obwodach zasilania układów cyfrowych.
Rada dla młodych kolegów – nie zaczynajcie od zachwalanych cuda-układów, zaczynajcie od zrozumiałych dla siebie konstrukcji i gromadźcie wiedzę. Bywa, że banalny szczegół pokona Was i wasze dzieło.