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vida util de condensadores, algo para saber


funkyto

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sin ser experto en el tema, dejo un par de links relacionados con la vida util de los condensadores en terminos generales

 

http://www.blogandvolts.com/2016/05/vida-util-de-los-condensadores.html

 

 

Vida útil de los Condensadores Electrolíticos en las Fuentes de Alimentación

 
ECP130.PNG
Artículo de Gary Bocock, Director Técnico  de XP Power

Los condensadores electrolíticos son un elemento esencial en las Fuentes AC/DC, que ofrecen una alta capacidad x Voltaje (CV) y una baja resistencia equivalente en serie (ESR) en formatos pequeños, que simplemente comparando a nivel de coste no pueden ser substituidos por otros componentes alternativos. La vida útil de estos condensadores electrolíticos es un parámetro de diseño cada vez más importante en las fuentes de alimentación. 

Con una demanda cada vez mayor de densidades de potencia, y por ser éstos los que más se desgastan en la fuente, los condensadores electrolíticos utilizados en el diseño, determinan la vida útil de la fuente de alimentación, y por lo tanto la vida útil de la aplicación final, o el intérvalo de servicio, si se hiciera un mantenimiento del equipo.
 
Para determinar la vida útil de la fuente, es importante conocer y entender la vida del componente con la vida más corta en el diseño de la misma. Que depende de su disposición, de la topología, de la corriente de rizado, del diseño utilizado en la vida útil del mismo, del rango de temperatura, de los efectos del calor cercanos, que varían de un producto a otro, y que pueden cambiar en función de una alta o baja tensión de entrada. 

No es inusual compensar los efectos de calor internos debido a los externos, especialmente en los cada vez diseños más compactos de hoy en día. El tiempo de servicio depende también de los incrementos de temperatura experimentados cuando se instala en la aplicación y el modo de trabajo del equipo final, con la temperatura de funcionamiento media durante la vida útil del equipo, horas de uso por día, etc... 

Como se ha descrito anteriormente, existen una serie de factores clave que determinan la vida útil esperada de los condensadores electrolíticos utilizados en la fuente; vida útil del diseño a una temperatura de trabajo nominal, efectos de calor cercanos, limitación de potencia por efecto temperatura, y la magnitud y frecuencia de las corrientes de rizado aplicadas. 
 
EPL225.PNG
EPL225. AC/DC de XP Power

Vida del diseño a una temperatura nominal
 
Los fabricantes de condensadores electrolíticos especifican la vida de estos a la máxima temperatura ambiente nominal, generalmente 105⁰C. Ésta puede variar desde una pequeña diferencia de 1000 o 2000 horas hasta 10.000 horas o más. Cuanta más vida, mayor duración tendrá en una aplicación y a una temperatura determinada.
 
Los fabricantes también proporcionan cálculos para determinar la vida en una aplicación. Estos están basados en la ecuación de Arrhenius para la dependencia de la temperatura de los valores de reacción, que determina que el valor de reacción se dobla por cada 10ºC de incremento. O de otra manera, la vida del componente se dobla por cada 10ºC que reduzcamos la temperatura. Lo que significa que un condensador con un valor de 5000 horas a 105ºC, tendrá un servicio de 10.000 horas a 95ºC, y de 20.000 horas a 85⁰C.
 
La ecuación básica se puede ver aquí (fig. 1) . La curva marca la vida útil frente a la temperatura ambiente (fig 2.) .
 
XPA076%2528Fig1%2529.jpg
Figura 1
XPA076%2528Fig2%2529.jpg
Figura 2


Corriente de rizado y frecuencia de funcionamiento
 
Además de la temperatura ambiente y los efectos del calor generado cerca del condensador, las corrientes de rizado que se aplican añaden calor adicional al núcleo del condensador y normalmente el fabricante las tiene en cuenta en las ecuaciones de la vida del componente.
 
Las corrientes de rizado se generan por los procesos de rectificación y conmutación tanto en la entrada como en la salida de la fuente de alimentación, que generan calor disipado en el condensador. La magnitud y la frecuencia de estas corrientes de rizado dependen de la topología adoptada en el diseño del factor corrector de potencia (PFC), donde se utilice, y el principal convertidor de potencia; y estos varían de un diseño a otro.
 
La potencia disipada en el condensador está determinada por el valor medio (RMS) de la corriente de rizado y la resistencia serie equivalente (ESR) del condensador, en la frecuencia aplicada. El aumento de temperatura en el núcleo del componente se determina por la potencia disipada, el factor de radiación del encapsulado del componente, y el factor de diferencia de temperatura desde el núcleo hasta el exterior del encapsulado, determinado por el fabricante del componente.

La máxima corriente de rizado que se puede aplicar al condensador se especifica normalmente a la máxima temperatura ambiente y 100/120 Hz. Los factores de multiplicación que se pueden aplicar dependen de la temperatura ambiente en uso real y la frecuencia de la corriente de rizado, bajando la resistencia serie equivalente (ESR) a medida que aumenta la frecuencia.
 
Nanoflex de XP Power
Fuentes configurables de XP Power. Series NanoFlex

Vida de la Fuente de Alimentación
 
Estos factores se toman en cuenta por los diseñadores de fuentes, y de los fabricantes, y se aplican en las reglas de limitación de la potencia en el uso de las mismas, para asegurar que la vida del producto es la adecuada.
 
Estas reglas de diseño para la limitación de la potencia, no tienen en cuenta la misión del equipo, el medio ambiente, la orientación, la posición, el espacio circundante a la fuente, la carga que se va a aplicar, y los sistemas de refrigeración y ventilación una vez instalados en el equipo final. La vida del condensador, particularmente en ambientes con ventilación por convección o refrigeración natural, deben evaluarse basados en la instalación realizada.
 
Está claro que la medición de las corrientes de rizado no son prácticas, pero dado que todos los factores en el equipo y el diseño de la fuente dan como resultado una temperatura de trabajo efectiva del componente, una buena indicación de la vida de servicio de cada condensador puede determinarse por la medida de la temperatura de la cápsula y aplicar la ecuación de Arrhenius, junto con la vida útil especificada por el fabricante del componente.
 
Mucha de la documentación de las fuentes de alimentación, como las GCS de XP Power, identifican los componentes clave que determinan la vida de servicio del producto, particularmente aquellos que requieran refrigeración forzada por parte del equipo final, y las fuentes que requieran sólo ventilación por convección. Esto sirve para ayudar al diseñador del sistema para determinar la vida de servicio de la fuente de alimentación en la aplicación final.
 
El dibujo mecánico a continuación (fig 3.) identifica los componentes y los gráficos (fig. 4 y 5) indican la vida útil esperada de la fuente basada en la temperatura de dos condensadores (C6 & C23).

 
 
XPA076%2528Fig3%2529.jpg
Figura 3
 
XPA076%2528Fig4%2529.jpg
Figura 4
 
XPA076%2528Fig5%2529.jpg
Figura 5
Las fuentes de alimentación encapsuladas que incorporan su propio ventilador son menos susceptibles al entorno de la aplicación final, a condición de que la temperatura ambiente esté dentro de las especificaciones, y exista un espacio suficiente para la ventilación.
 
La siguiente tabla (fig 6.) indica la vida útil estimada de los condensadores con tiempos de vida diseñados para 2000 y 5000 horas a varias temperaturas y asumiendo 24 horas de trabajo al día, durante los 7 días de la semana; para convertir horas de servicio por años de servicio. Por ejemplo, un equipo con la misión de trabajar de 8 a 10 horas por día, 5 días a la semana, podrá experimentar como resultado una vida útil significativamente más larga.
 
XPA076%2528Fig6%2529.jpg

 

Cartel

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otro tema relacionado

El condensador electrolítico un punto flaco en un sistema electrónico

http://www.forospyware.com/t284991.html

ola a todos

¿Sabíais que la mayor parte de las averías electrónicas, mayoritariamente en equipos informáticos son consecuencia de un condensador estropeado?

Pues efectivamente, así es, desde hace ya un buen puñado de años muchos han sido los que han experimentado ciertos "problemas" con su ordenador: Equipos que no arrancan, apagados repentinos, cuelgues, bloqueo de la BIOS, y un largo ETC...

Como algunos entendidos saben, un condensador (o capacitador) no es otra cosa que dos placas electrolíticas una con orientación positiva y otra negativa, entre las cuales se genera un vacío, y que generalmente esta rellenos de agua ácida o algún material plástico conductor. Las funciones de los condensadores suelen ser regular el transito de energía en ciertas partes del circuito, o bien mantener un remanente o carga de energía temporal para contrarrestar algunas fluctuaciones en el suministro, cuando mayor es el tamaño del condensador mayor es el volumen de energía que puede resistir.

En determinadas ocasiones surgen remesas de condensadores de baja calidad, o bien con algún defecto en la formula de su combinación electrolítica (liquido interno) y esto hace que su vida útil (estipulada en unos 15 años en unidades optimas) se vea reducida a unos bochornosos 3 años en el mejor de los casos o incluso unos cuantos meses y su resistencia a los excesos o tolerancias de energía por consiguiente sean mucho menores a lo que se tenia planeado para el circuito en que se instalaron.

¿Como podemos saber si los fallos de nuestro equipo son consecuencia de condensadores en mal estado?

Es realmente tan sencillo como abrir el equipo que presenta problemas, retirar algo de polvo y mirar los condensadores presentes en la placa base, así como en la tarjeta grafica, fuente de alimentación y todo aquel dispositivo que disponga de ellos.

Los condensadores estropeados o que presentan malfunciones suelen tener, en el caso mas leve un aspectoligeramente hinchado por su parte superior o el lateral, mientras que los que están definitivamente perdidos presentan un aspecto hinchado o deformado y en ellos son claros los signos de sulfatamiento o corrosión(reventados), tanto unos como otros deben ser reemplazados con la mayor prontitud posible, a fin de preservar los componentes de su alrededor.

Imágenes de condensadores con un daño leve pero que presentan mal funcionamiento:
 

capacitor2.jpg

Imagen365.jpg

imac-crash.jpg


Imágenes de condensadores reventados e inutilizados (riesgo de vertido de fluido corrosivo):
 

hppaviliontmscapsqx0.jpg

30328_4mg.jpg

explodecap.jpg

condensadoreshinchados.jpg


Tras ver todo esto ya saben, si su ordenador no arranca, o un dispositivo no funciona, cerciórense de que no hayan sufrido un reventón, o tengan un condensador hinchado en su equipo, pues estos suelen ser los principales causantes de la mayor parte de las averías, si los tienen simplemente reemplacenlos por modelos de voltaje equivalente y respetando las polaridades, si no saben hacerlo recurran a un profesional.

Saludos dedosarriba.gif

 

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Ah, entonces dejo este loquillo que hace condensadores DIY:

 

La idea es aprender viendo lo que explica el loco, y con los cambios y mediciones que va haciendo...

Se bella ciu satore
Je notre so cafore
Je notre si cavore
Je la tu, la ti, la tua
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ola a todos

¿Sabíais que la mayor parte de las averías electrónicas, mayoritariamente en equipos informáticos son consecuencia de un condensador estropeado?

Pues efectivamente, así es, desde hace ya un buen puñado de años muchos han sido los que han experimentado ciertos "problemas" con su ordenador: Equipos que no arrancan, apagados repentinos, cuelgues, bloqueo de la BIOS, y un largo ETC...

Como algunos entendidos saben, un condensador (o capacitador) no es otra cosa que dos placas electrolíticas una con orientación positiva y otra negativa, entre las cuales se genera un vacío, y que generalmente esta rellenos de agua ácida o algún material plástico conductor. Las funciones de los condensadores suelen ser regular el transito de energía en ciertas partes del circuito, o bien mantener un remanente o carga de energía temporal para contrarrestar algunas fluctuaciones en el suministro, cuando mayor es el tamaño del condensador mayor es el volumen de energía que puede resistir.

En determinadas ocasiones surgen remesas de condensadores de baja calidad, o bien con algún defecto en la formula de su combinación electrolítica (liquido interno) y esto hace que su vida útil (estipulada en unos 15 años en unidades optimas) se vea reducida a unos bochornosos 3 años en el mejor de los casos o incluso unos cuantos meses y su resistencia a los excesos o tolerancias de energía por consiguiente sean mucho menores a lo que se tenia planeado para el circuito en que se instalaron.

¿Como podemos saber si los fallos de nuestro equipo son consecuencia de condensadores en mal estado?

Es realmente tan sencillo como abrir el equipo que presenta problemas, retirar algo de polvo y mirar los condensadores presentes en la placa base, así como en la tarjeta grafica, fuente de alimentación y todo aquel dispositivo que disponga de ellos.

Los condensadores estropeados o que presentan malfunciones suelen tener, en el caso mas leve un aspectoligeramente hinchado por su parte superior o el lateral, mientras que los que están definitivamente perdidos presentan un aspecto hinchado o deformado y en ellos son claros los signos de sulfatamiento o corrosión(reventados), tanto unos como otros deben ser reemplazados con la mayor prontitud posible, a fin de preservar los componentes de su alrededor.

Imágenes de condensadores con un daño leve pero que presentan mal funcionamiento:
 

capacitor2.jpg

Imagen365.jpg

imac-crash.jpg
Imágenes de condensadores reventados e inutilizados (riesgo de vertido de fluido corrosivo):
 

hppaviliontmscapsqx0.jpg

30328_4mg.jpg

explodecap.jpg

condensadoreshinchados.jpg
Tras ver todo esto ya saben, si su ordenador no arranca, o un dispositivo no funciona, cerciórense de que no hayan sufrido un reventón, o tengan un condensador hinchado en su equipo, pues estos suelen ser los principales causantes de la mayor parte de las averías, si los tienen simplemente reemplacenlos por modelos de voltaje equivalente y respetando las polaridades, si no saben hacerlo recurran a un profesional.

Saludos dedosarriba.gif

Yo tengo un amigo reventado que está super hinchadito. Habrá que cambiarle los electrolítocos?

Enviado desde mi SM-J111M mediante Tapatalk

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4 hours ago, funkyto said:

curioso que quienes mas hablan de condensadores aca ni se han asomado

Posiblemente por qué no hay nada nuevo funkyto :p pero súper interesante que aclares este detalle peculiar de los condensadores en fuentes de alimentación, el de los PCs también súper útil y actual, pero creo que es la minoría con suficientes cojones como para meter mano a la electrónica :D por ejemplo mencione un par de veces como mejorar los TPA cambiando unos condensadores y nunca me dieron bola...... :D 

debe mencionarse que básicamente son 2 tipos de fuentes:

-lineales que son con los trafos relativamente grandes que trabajan con frecuencias entre 50 Hertz hasta 120Hz.

-ulineares que son relativamente pequeñas con alta eficiencia y muy difundidas en fuentes de pc portátiles, estos también usan un trafo pero de mínimo tamaño -debido a que operan con frecuencias de 50 KILOHERTZ o más, por este motivo son más efectivos y pequeños, pero más complicados.

Sabiendo de estos 2 tipos también se sabe que es en las fuentes de swtich/ulineares/pwm donde los condensadores se estropean más rápido..... En un amp a tubos donde la frecuencia nunca sobrepasa los 120Hz su vida útil es casi eterna :) en amps SS depende de varios factores que el primer link de funkyto está explicado súper claro, pero es fácil medirlos y en todo caso si se cambia se aprovecha a ponerle unos de mayor capacidad ya que condensadores modernos además de tener mejores especificaciones técnicas, también son de menor tamaño comparado a sus antecesores de semejante valor :) 

por mientras nos mantenemos en condensadores para uso en fuentes y no en para uso en la señal de audio supongo. 

Saludos 

Editado por matador
Jkjjk

"car-audio es el desarrollo mas natural del home-audio"

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hola matador, no hay nada nuevo desde que se invento el condensador, pero si es bueno que personas mas entendidas que yo puedan aportar 

todos creemos que nuestros equipos son eternos y nos resistimos a creer en fallas  y al menos es bueno saber el porque de las cosas

saludos

  • Upvote 1

 

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  • 1 year later...
On 12-02-2017 at 3:41, matador dijo:

Posiblemente por qué no hay nada nuevo funkyto :p pero súper interesante que aclares este detalle peculiar de los condensadores en fuentes de alimentación, el de los PCs también súper útil y actual, pero creo que es la minoría con suficientes cojones como para meter mano a la electrónica :D por ejemplo mencione un par de veces como mejorar los TPA cambiando unos condensadores y nunca me dieron bola...... :D 

 

no lo vi!!!

 

Cusndo se refiere a mayor capacidad se refiere a mayor cantidad de faradios o voltaje, o ambos?

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ddl40l.jpg

Acá una foto de uno de los 4 capacitores grandes de uno de mis Revox B750mkII, se ve claramente la tapa base un poco hinchada y además signos de fuga de electrolito.

Por eso pienso que a veces estamos errados con los equipos antiguos, pensamos que "están la raja", pero hace rato que no están así. Por eso la hice corta y le cambié hasta el último condensador a mis equipos vintage, es una pega de chino y además no es barato, pero el resultado es 100% satisfacciones.

 

Editado por bavario
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@bavario es posible reemplazar un capacitor electrolítico por un capacitor solido? pregunto desde mi total ignorancia, solo sé que existen esos dos tipos porque las actuales placas madres traen sólidos y ya no electrolíticos como los de las fotos de @funkyto en su placa 386.

Editado por Mr_oD
  • Tri Amp: Bajos: 2x ICEpower 125ASX2 mono 1.000W > Medios: Infineon Audamp24 GaN SINGLE-ENDED +Pre Nutube B1 by Nelson Pass>AMP Agudos: Infineon  IRAUDAMP21 Mosfet
  • Drivers OB Híbrido:  Bajos: DA RSS265hf-4 10" > Medios: SEAS A26RE4 10" > Agudos: Heil AMT ESS Large.
  • Otros: Crossover Activo RANE AC23  XO Digital Dbx Driverack Pa2 > DSP SONARWORKS >  DAC Gustard x16 MQA> > Chromecast Audio > NUC >TT DENON + NAGAOKA MP101+ PJ S 
  • AMP Audifonos: Burson Soloist SL MK2 >  Sennheiser 6xx >Fidelio X2HR
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hace 30 minutos, Mr_oD dijo:

@bavario es posible reemplazar un capacitor electrolítico por un capacitor solido? pregunto desde mi total ignorancia, solo sé que existen esos dos tipos porque las actuales placas madres traen sólidos y ya no electrolíticos como los de las fotos de @funkyto en su placa 386.

La respuesta exacta no la tengo, solo te puedo contar que conozco los electroliticos, los tantalios (sólidos), los radiales, los axiales, los de película metálica (sólidos) etc, y para ciertas aplicaciones si o si tienen que ser electroliticos, como el audio, incluso los condensadores chicos son a veces sólidos de tantalio, etc.

ademas los hay polares y no polares.

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