Los condensadores electrolíticos SAL (SAL significa aluminio sólido ) son un tipo de condensador desarrollado para alta capacidad en un paquete pequeño, con una vida útil larga y robusta. Son condensadores electrolíticos de aluminio con óxido de aluminio oxidado anódico como dieléctrico y con dióxido de manganeso sólido semiconductor como electrolito. Están hechos de ánodos de aluminio grabados y formados, que se pliegan para los tipos de perla sumergida o se enrollan en un rollo para el estilo axial. El electrolito de dióxido de manganeso sólido se forma sobre este rollo en un proceso pirolítico , similar al de los condensadores de tantalio sólido .
Los condensadores SAL fueron desarrollados e introducidos al mercado en la década de 1960 por Philips . Hasta el 30 de diciembre de 2015, eran un producto de una sola fuente fabricado por Vishay . [1] [2] A partir del 31 de diciembre de 2015, estos ya han llegado al final de su vida útil y han dejado de producirse. [3]
El material básico del ánodo de los condensadores de aluminio sólido está hecho de aluminio altamente purificado con una pureza de al menos el 99,99 %. En un proceso electroquímico, el material del ánodo se graba (se vuelve rugoso) para aumentar la superficie efectiva del electrodo. Después de eso, el aluminio rugoso se oxida o se forma mediante un proceso de oxidación anódica. De este modo, se forma una capa de óxido aislante eléctrico Al2O3 sobre la superficie del aluminio aplicando una corriente eléctrica con la polaridad correcta en un baño electrolítico.
Este proceso de formación de óxido se lleva a cabo en dos pasos de reacción:
La capa de óxido de aluminio actúa como dieléctrico. Después de formar el dieléctrico, las láminas de aluminio se pliegan para el estilo sumergido o se enrollan para el estilo axial y luego se les coloca un electrolito, el cátodo del capacitor. El electrolito utilizado en los capacitores SAL es un semiconductor de óxido de estado sólido, el dióxido de manganeso (MnO 2 ). Este electrolito se forma por pirolización del nitrato de manganeso líquido en dióxido de manganeso sólido:
Después del proceso de pirolización, la celda del condensador se reforma nuevamente para reparar todas las impurezas o grietas causadas durante el proceso de pirolización.
El dióxido de manganeso es una sustancia dura, de color negro y cristalino. Tiene una conductividad eléctrica bastante buena y una excelente estabilidad a largo plazo. En un caso ideal, cubre el 100 % de la capa dieléctrica y actúa como un cátodo sólido en el condensador electrolítico sólido.
Para que haya contacto, se coloca una capa de carbono de una dispersión de grafito sobre el revestimiento de MnO2 en la superficie de la celda del capacitor. Sobre esta capa se aplica una laca de epoxi de plata conductora metálica. La capa de grafito también evita el contacto directo entre el dióxido de manganeso y la plata. El contacto directo entre estos dos materiales provoca una reacción química que oxida la plata y reduce el dióxido de manganeso a óxido de manganeso (III) de alta resistencia , lo que aumenta la ESR del capacitor. Esta capa de plata ahora puede entrar en contacto con el terminal del cátodo del capacitor.
Los condensadores electrolíticos de aluminio sólido no tienen ningún mecanismo inherente de falla por desgaste conocido. [4] Además, el electrolito sólido ofrece una estabilidad temporal muy prolongada de las características eléctricas y térmicas. Permanecen constantes durante mucho tiempo sin cambios dependientes del tiempo. La dependencia de la impedancia y la resistencia en serie equivalente (ESR) a temperaturas más bajas es muy baja en comparación con los electrolitos no sólidos. Los condensadores son insensibles a altas corrientes de entrada o de apagado y pueden funcionar sin una resistencia en serie, por lo que los condensadores electrolíticos SAL a altas cargas de corriente tienen una confiabilidad mucho mayor con respecto a los condensadores electrolíticos de tantalio. [5] Además, el óxido de aluminio dieléctrico en combinación con el electrolito de dióxido de manganeso tiene una resistencia de voltaje relativamente alta contra la polaridad incorrecta. [6]
Los condensadores electrolíticos SAL se utilizan para aplicaciones de filtrado, suavizado, acoplamiento y desacoplamiento en equipos industriales, médicos y automotrices. El estilo axial de los condensadores SAL tiene aplicaciones militares y profesionales de alto nivel hasta 200 °C.
En comparación con los condensadores electrolíticos no sólidos, los condensadores SAL:
En comparación con los condensadores electrolíticos de polímero , los condensadores SAL:
La estandarización de todos los componentes eléctricos , electrónicos y tecnologías relacionadas sigue las reglas dadas por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), [7] una organización de normalización internacional no gubernamental y sin fines de lucro . [8] [9] La definición de las características y el procedimiento de los métodos de prueba para los condensadores electrolíticos de aluminio para uso en equipos electrónicos se establecen en la especificación genérica:
Las pruebas y requisitos que deben cumplir los condensadores para su uso en equipos electrónicos para su aprobación como tipos normalizados se establecen en las siguientes especificaciones seccionales.
