Figura 1. Diferença entre um condensador tradicional e um condensador de tântalo e polímero: o último utiliza um polímero no cátodo (vermelho) em vez de MnO2 (azul). (Fonte: RUTRONIK)
Ao contrário do MnO2, esta camada de polímero não possui um átomo de oxigénio, oferecendo uma vantagem decisiva: c omo não pode libertar oxigénio, no pior dos casos, o risco de ignição em caso de sobrecarga é excluído. Os condensadores de tântalo e polímero oferecem uma fiabilidade maior e a relevante redução de tensão é de apenas 20%. Além de uma resistência interior mais baixa (ESR), esta tecnologia possui um alcance de tensão maior, até 125 V, sendo interessante para aplicações com uma tensão operacional até 100 V. Graças à eficiência de grande volume, podem ser alcançados valores de capacitância superiores (até 1,500 μF), nas dimensões, do que é atualmente possível com um condensador cerâmico. Os efeitos piezoelétricos e
REDUZIR A PEGADA E OS CUSTOS Ao utilizar condensadores tradicionais são ligados vários condensadores em paralelo para reduzir o ESR, e com a redução deste, os condensadores de tântalo e polímero alcançam o valor pretendido com apenas um componente. Como é necessária uma redução de baixa tensão
3 x condensador de tântalo:
1 x condensador de tântalo e polímero
C caso
C caso
B caso
C caso
Peça
3 x tântalo tradicional
1 x tântalo e polímero
Caso
3 x C caso (6,0 x 3,2 x 2,6 mm)
1 x B caso (3,5 x 2,8 x 1,9 mm) 25 mOhm
ESR:
3 x 75 mOhm paralelo Æ 25 mOhm
Capacidade
3 x 100 uF Æ 300 uF
150 uF
Pegada:
3 x 19,2 mm = 57,6 mm²
9,8 mm²
Indicador de preço
100%
50% - 60%
Figura 2. Um condensador de tântalo e polímero pode substituir três condensadores de tântalo tradicionais com uma pegada consideravelmente inferior. (Fonte: Rutronik)
informação técnico-comercial
LONGEVIDADE Outra vantagem nos condensadores de tântalo e polímero: graças ao design, a sua longevidade é virtualmente ilimitada porque, ao contrário dos condensadores eletrolíticos de alumínio, são sólidos sem efeito de secagem, o que poderia ter um impacto negativo na sua longevidade. E como não há limite de longevidade para os de tântalo e polímero, é possível calcular uma taxa de erro para esta tecnologia, que é influenciada pelos seguintes fatores: taxa de erro básico, redução da tensão, temperatura ambiente, resistência do circuito de série. Com estes factores, a taxa de erro é determinada. Alguns condensadores de tântalo e polímero estão certificados com a AEC-Q200 para aplicações automóveis.
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a sensibilidade à rutura são igualmente impossíveis com os de polímero.
robótica
Os condensadores de tântalo e polímero têm vindo a ser constantemente melhorados e otimizados para satisfazer os requisitos das aplicações cada vez mais pequenas - como baixas resistências internas (ESR), capacitâncias superiores. Será que são uma alternativa aos condensadores de tântalo tradicionais? A única diferença entre um condensador de tântalo e polímero e um condensador de tântalo tradicional é o cátodo: em vez de MnO2 (dióxido de manganês), o primeiro utiliza um polímero altamente condutor (Figura 1).
(normalmente 20%), um valor mais baixo da tensão é suficiente na maioria dos casos. Dependendo dos parâmetros exigidos, é impossível selecionar as próximas dimensões mais pequenas e reduzir o número de componentes. A Figura 1 apresenta 3 condensadores de tântalo padrão com um ESR de 75 mOhm, cada um ligado em paralelo para reduzir a totalidade do ESR para 25 mOhm. Neste exemplo, apenas um condensador de tântalo e polímero conseguiu atingir o ESR pretendido, mas só se aplica se se pretender o ESR. E deve-se determinar se o circuito necessita de uma respetiva corrente ondulada - com efeito direto no ESR - ou se é exigida uma capacitância mínima para um funcionamento correto da aplicação. No exemplo acima, o ESR é o principal. Ao utilizar a tecnologia de condensadores de tântalo e polímero, este ESR já pode ser atingido com uma capacitância inferior. Desde que a tensão operacional seja de 5 V, um tipo de polímero de 6,3 V pode aplicar-se graças à redução da tensão inferior após o teste técnico. Ao substituir os condensadores tradicionais por condensadores de tântalo e polímero, é possível reduzir o equipamento e a totalidade dos custos, a miniaturização é muito solicitada. Assim a tecnologia de polímero oferece aos criadores novas possibilidades para melhorar as suas aplicações. Para aproveitar todo o potencial desta tecnologia, os projetos existentes podem ter de ser reformulados. Cada caso deve ser analisado separadamente.
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Uma alternativa interessante para os condensadores de tântalo tradicionais?
Juergen Geier Engenheiro de Aplicações no Terreno, Condensadores Cerâmicos
Condensadores de tântalo e polímero