نظرًا لخصائصها المنخفضة التكلفة ، كانت المكثفات الكهربائية من الألومنيوم خيارًا شائعًا لتصميم الطاقة لفترة طويلة.ومع ذلك ، فإن حياتهم المحدودة وحساسيتها لبيئات درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة هي عيوبها الرئيسية.تتألف المكثفات المنحل بالكهرباء من الألومنيوم من شرائح رقيقة معدنية على جانبي الأوراق الورقية المنغمس في الشوارد.مع زيادة وقت الاستخدام ، سيتبخر المنحل بالكهرباء تدريجياً ، مما سيؤثر على الخصائص الكهربائية للمكثف.قد يتسبب فشل المكثفات في زيادة الضغط الداخلي ، وبالتالي إطلاق غازات قابلة للاشتعال وتآكل ، وقد تنفجر.
ترتبط سرعة التبخر بالكهرباء في المكثف ارتباطًا وثيقًا بدرجة حرارة العمل.إذا تم تقليل درجة حرارة العمل بمقدار 10 درجات مئوية ، يمكن أن تتضاعف عمر المكثف.عادة ما يتم حساب عمر المكثف المصنفة في درجة حرارة أقصى تقدير.الحياة المقدرة النموذجية هي 1000 ساعة من 105 درجة مئوية.على سبيل المثال ، في حالة المصابيح LED ، مثل تطبيقات الحياة الطويلة ، تصبح المكثفات مشكلة في اختناقات الحياة.من أجل تلبية متطلبات الحياة التي تبلغ مساحتها 25000 ساعة ، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة العمل للمكثف 65 درجة مئوية ، وهو أمر يمثل تحديًا بشكل خاص في بيئات درجة الحرارة العالية.
بالإضافة إلى ذلك ، يؤثر الاعتماد على درجة حرارة الحياة للمكثف أيضًا على طريقة تقليل الجهد المقنن.على الرغم من أنه قد يفكر أولاً في زيادة الجهد المقنن للمكثف لتقليل إمكانية فشل الوسائط ، فإن هذا سيزيد من مقاومة السلسلة المكافئة (ESR) للمكثف.نظرًا لأن المكثفات عادة ما تقاوم الإجهاد الحالي للموجة ، فإن المقاومات الأعلى ستجلب المزيد من استهلاك الطاقة الداخلية وتزيد من درجة حرارة المكثف ، وبالتالي زيادة معدل الفشل.في الواقع ، عادة ما تستخدم المكثفات الكهربائية من الألومنيوم حوالي 80 ٪ فقط من الجهد المقنن.
في بيئات درجة الحرارة المنخفضة ، ستزداد ESRs من المكثفات بشكل حاد.على سبيل المثال ، أقل من 40 درجة مئوية ، قد تزداد المقاومة بالترتيب ، مما سيؤثر بشكل كبير على أداء الطاقة.إذا تم استخدام المكثف لمحطة الإخراج لمحمية طاقة التبديل ، فقد يزداد جهد تموج المخرجات بشكل كبير.بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لتكرار نقطة الصفر من مكثفات ESR ومكثفات الإخراج ، قد يزيد معدل العرض من عدد الحجم ، ويؤثر على استقرار حلقة التحكم ، ويتسبب في تذبذب الطاقة وعدم الاستقرار.لذلك ، من أجل التكيف مع الاهتزازات القوية ، عادة ما يتطلب التحكم في الدائرة تنازلات كبيرة في الفضاء والعمل في درجة حرارة أعلى.
باختصار ، على الرغم من أن المكثفات الكهربائية من الألومنيوم هي تكلفة أقل ، إلا أنه من الضروري النظر تمامًا في تأثير أوجه القصور على أداء المنتج.يجب اختيار المكثف بشكل معقول وفقًا لدرجة حرارة العمل والحياة المتوقعة ، ويتم تقليل الجهد المقنن بشكل مناسب لتحقيق تشغيل درجة حرارة منخفضة ، وبالتالي تمديد عمر الخدمة.في الوقت نفسه ، فهم وحدد نطاق ESR المعمول به من أجل تصميم حلقة التحكم بشكل صحيح ، وتلبية متطلبات التصميم للتصميم.من خلال هذه التدابير ، يمكن تجنب العيوب الشائعة للمكثفات الكهربائية من الألومنيوم بشكل فعال ويمكن ضمان استقرار وموثوقية المنتجات الإلكترونية.