P: Os capacitores cerâmicos são afetados por fenômenos de envelhecimento
Os capacitores cerâmicos são afetados por fenômenos de envelhecimento associados a alterações na estrutura do cristal dielétrico, que se manifestam como alterações na capacitância e no fator de dissipação após o disparo inicial do material dielétrico.Consistente com os modelos estabelecidos, os materiais dielétricos EIA Classe I são minimamente afetados e são amplamente reconhecidos como não envelhecidos, enquanto os materiais dielétricos EIA Classe II são moderadamente afetados e os materiais EIA Classe III tendem a ser severamente afetados.Este processo de envelhecimento pode ser reiniciado (ou “desenvelhecimento” do dispositivo) pela exposição a temperaturas acima da temperatura Curie do dielétrico por um período de tempo suficientemente longo para permitir que a estrutura cristalina se reforme;quanto maior a temperatura, menor o tempo necessário.Como a temperatura Curie de muitos dielétricos cerâmicos é inferior à encontrada em muitos processos de soldagem, é provável que o dispositivo envelheça pelo menos parcialmente durante a montagem.
Este comportamento de envelhecimento de um componente é geralmente expresso como uma variação percentual na capacitância por década de horas, em relação à capacitância medida no “último aquecimento”, a última vez que o componente foi aquecido acima de sua temperatura Curie por tempo suficiente para mudar completamente seu cristal. estrutura.Em outras palavras, espera-se que um capacitor com taxa de envelhecimento de (-)5%, medido a 100uF no estado “fresco no forno”, meça aproximadamente 95,90 e 85uF após 1, 10 e 100 horas fora do forno. , respectivamente.
Obviamente, isso levanta a questão de qual deveria ser a capacitância nominal do componente, e se essa quantidade muda constantemente, o componente será utilizado na prateleira mesmo que não tenha sido utilizado em sua embalagem original.As normas industriais EIA-521 e IEC-384-9 abordam esta questão, basicamente afirmando que o componente deve atingir o seu valor de tolerância especificado 1000 horas (cerca de 42 dias) após o último aquecimento.A marca dos próximos dez anos (10 mil e 100 mil horas) se traduz em pouco mais de 1 ano e pouco mais de 11 anos, respectivamente.Para complicar ainda mais a situação, o processo de envelhecimento ocorre a uma taxa dependente da temperatura;até a temperatura Curie do dielétrico, um aumento na temperatura do dispositivo normalmente acelera o processo de envelhecimento.
Como os fenômenos de envelhecimento podem fazer com que os dispositivos apareçam fora das tolerâncias especificadas, os projetistas de produtos e os testadores de produção devem estar cientes desse fato;o teste de componentes recém-refluidos deve esperar valores de capacitância ligeiramente mais altos, e o projeto deve ter margem suficiente para acomodar a operação normal do dispositivo à medida que envelhece.Os circuitos de conversão de energia são um bom exemplo de onde este efeito pode representar um sério perigo, pois os capacitores cerâmicos geralmente acabam afetando fortemente as malhas de controle de tais circuitos, seja como componentes da rede de compensação ou como elementos de filtro.Os sistemas que parecem estáveis sob a influência do envelhecimento do capacitor durante a montagem podem se tornar menos estáveis ao longo do tempo, pois a perda de capacitância devido ao envelhecimento afeta a dinâmica da malha de controle.Mais importante ainda, se valores de capacitância estáveis ao longo do tempo forem importantes, evite usar capacitores visivelmente envelhecidos.
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Horário da postagem: 25 de julho de 2023