Waarom vielen axiale condensatoren buiten gebruik in de industrie?

Bij het inspecteren van printplaten van elektronica gemaakt in de jaren 80 en eerder, is een onderscheidend kenmerk het uitgebreide gebruik van axiale, elektrolytische condensatoren als voedingsfilter. In mindere mate werden ook axiale keramische ontkoppelingscondensatoren gebruikt.

Dit is bijvoorbeeld een C64-moederbord.

Een deel van een C64-moederbord toont 3 grote axiale elektrolytische condensatoren bij de vermogensregelaar.

Bron: Wikimedia Common , door Gona.eu, licentie: CC BY-SA 3.0

Dit is een Tektronix 1720 vectorscoopbord.

Een deel van een Tektronix 1720 vectorscope-moederbord, met een Signetics 8051-microcontroller, omgeven door axiale keramische ontkoppelingscondensatoren en axiale elektrolytische condensatoren.

Bron: Flickr , door Toby Thain, licentie: CC BY- NC 2.0

Hoewel ze nog steeds worden geproduceerd, lijkt het erop dat axiale condensatoren sinds de jaren 90 grotendeels verdwenen zijn in de meeste apparaten. Bijna geen van de elektronische apparaten die we vaak zien, heeft een enkele axiale condensator. En het is zeker dat iemand iets soortgelijks zal vinden op een modern apparaat …

De voedingsbord van een Tektronix MDO4000 mixed-signal-oscilloscoop, veel radiale elektrolytische condensatoren zijn zichtbaar Bron: Wikimedia Common , door Dave Jones uit Australië, licentie: CC BY 2.0

Vraag

Waarom vielen axiale condensatoren eruit? bruikbaar in de industrie? Ik kan me voorstellen dat axiale condensatoren werden geoptimaliseerd voor punt-naar-punt bedrading in het pre-PCB-tijdperk, niet voor PCB-assemblage, en dat de introductie van SMT was een ander schot. Maar het was gewoon mijn verbeelding, gesteund door niets. Wat waren de exacte opeenvolging van gebeurtenissen en / of grondgedachte die leidden tot het niet meer gebruiken van axiale condensatoren?

Reacties

  • De afbeelding van Commodore 64 is nog steeds impr duidelijk in mijn gedachten. Het kostte mijn hersenen ongeveer 10 ms om de foto te decoderen en was terug naar mijn kindertijd. Soort hypnose …. 🙂

Antwoord

PCB-gebied.

Axialen pre-gedateerde PCBs, hun constructie was ideaal voor bedrading naar tagstrips en klepvoeten, en ze werden gebruikt voor PCBs omdat dat was wat beschikbaar was.

Voorbeeld van tag stripconstructie hieronder.

(Er waren radiale kappen in de klepdagen: ze waren over het algemeen ontworpen voor chassismontage via een ringklem, en hadden tags in plaats van draadkabels. Het ronde object midden onderaan is de basis van zon condensator)

voer hier de afbeeldingbeschrijving in

Het is eigenlijk nogal verrassend dat ze zo lang meegaan als naast radialen, tot in de jaren tachtig.

Radialen gebruiken veel minder PCB-ruimte, en staande axialen is een slecht compromis, met een lange blootliggende kabel ( of de toegevoegde montagestap om het te sleeving) en ook veel minder robuust te zijn.

Opmerkingen

  • Het ‘ s ook vermeldenswaard dat moderne condensatorgeometrieën veel minder inductie hebben dan hun lea ded tegenhangers, waardoor het bruikbare frequentiebereik wordt verbeterd.
  • @CristobolPolychronopolis: naar mijn mening gedraagt een cap zich als een ” ladder ” waarvan de zijden weerstand en inductie hebben en waarvan de sporten ideale condensatoren zijn; radiale kappen verbinden beide draden met hetzelfde uiteinde, terwijl axiale kappen verbinden met tegenoverliggende uiteinden. Een radiale kap zal dus sommige delen van de ideale capaciteit hebben die zijn verbonden met een lagere ESR dan een axiale kap, maar het gedrag van een axiale kap zal dichter bij dat van een ideale kap in serie met een resistief / inductief element liggen. Welk gedragspatroon beschrijft ” modern ” caps beter?
  • @supercat: een groot deel van de serie-inductantie in een dop komt van de leidingen, de meeste rest komt van het doplichaam. Het kan worden gemodelleerd als een eenvoudige LRC in plaats van een ladder voor analyse op één hoop. Een ” moderne ” geometrie is meestal een kleiner apparaat voor opbouwmontage met eindkappen of J-leads en heeft minder inductie … maar je kunt ook moeten rekening houden met de inductantie van de sporen die naar de dop leiden, dus houd ze kort.
  • Het ‘ is ook gemakkelijker om een opgeblazen condensator te zien staan eindigen omdat de middelste knop eruit springt. Ik weet niet ‘ hoe een slechte axiale condensator eruitziet.
  • Radialen gebruiken minder PCB gebied , maar dit komt duidelijk aan de kosten van een grotere hoogte.En @CristobolPolychronopolis de extra inductantie is waarschijnlijk niet erg relevant voor elektrolytische kappen. Het ‘ s het antenne-effect dat ‘ een probleem is.

Antwoord

Voor enkelzijdige PCBs was het vaak nodig om draadverbindingen te gebruiken om over andere sporen op het bord te overbruggen. Met een geschikte circuitlay-out zou het gebruik van axiale condensatoren (in plaats van radiaal) kunnen worden gebruikt om sporen elkaar te laten kruisen, waardoor het niet nodig is om een afzonderlijke draadverbinding te gebruiken. Axiale weerstanden bieden natuurlijk dezelfde mogelijkheid.

Met dubbele (en meerlagige) PCBs is het mogelijk om sporen te kruisen met behulp van vias tussen PCB-lagen. Dit heeft de plaatsing en montage van doorlopende componenten, zodat de flexibiliteit van axiale condensatoren enigszins werd verminderd.

Axiale condensatoren hebben ook het nadeel dat ze een grote voetafdruk op de printplaat hebben. Een radiale condensator heeft veel minder ruimte nodig. Neem deze foto van een pc-moederbord als voorbeeld; hoeveel meer ruimte zou er nodig zijn voor deze condensatoren als er axiale in plaats van radiaal zou zijn gebruikt?

voer de afbeeldingsbeschrijving in hier

Opmerkingen

  • En, aangezien uw afbeelding duidelijk wordt weergegeven, is het voor radiale kappen veel gemakkelijker om visueel te identificeren de mislukte … 🙂
  • En als uitvloeisel hiervan worden axiale loden doppen nog steeds gebruikt in minder complexe consumentenelektronica die is gebouwd op een enkelzijdige PCB (Honeywell produceert dergelijke apparaten).

Antwoord

Mijn herinnering aan dat tijdperk was dat de selectie , grootte en prijs van axiaal gelode elektrolytische condensatoren was niet concurrerend, dus ik gebruikte radiale loden doppen in sommige gevallen waar axiaal gelood beter zou zijn geweest (de productie moest naar beneden en voeg een beetje lijm toe). U kon bijvoorbeeld geen lekarme doppen vinden.

Sommige onderdelen, zoals die worden gebruikt in crossover-netwerken, waren misschien populairder in axiale, maar ik was toen niet betrokken bij dat gebied.

Dat was waarschijnlijk een bijwerking van de vraag. De radiale types nemen gewoon beduidend minder PCB-ruimte in beslag.

Beide waren beschikbaar in tape en haspel of munitiekist, dus ik denk niet dat automatisering het probleem was.

Antwoord

Waarschijnlijk de belangrijkste reden zijn problemen bij geautomatiseerde montage; Wikipedia vermeldt dit .

Opmerkingen

  • Zou niet ‘ t die ook van toepassing zijn op weerstanden? Ik ‘ ben niet oud genoeg om te weten, maar ik stel me voor dat radiale condensatoren axiale condensatoren hebben vervangen lang voordat SMD-componenten componenten met doorlopende gaten vervangen.
  • Misschien. Maar weerstanden zijn meestal veel kleiner …
  • Weerstanden hebben grotere aansluitdiameters voor hun grootte, zodat de bochten meer gecontroleerd kunnen worden, zowel tijdens het maken als tijdens het blijven zitten.
  • @DKNguyen laagvermogenweerstanden (die goed zijn voor bijna alle weerstanden in de meeste circuits) zijn allemaal dezelfde standaard grootte, ongeacht of de weerstand 10ohm of 10 megohm is, dus automatische lead-bend ing en het plaatsen van componenten was mogelijk. Voor elektrolytische kappen is de fysieke grootte van de component ongeveer evenredig met de capaciteit, dus er is geen ” algemene standaard ” grootte en vorm .
  • Ik dacht dat axiale weerstanden min of meer verdwenen waren van printplaten die automatisch worden geassembleerd. Behalve voor krachtige exemplaren, ‘ zijn nu op het oppervlak gemonteerd en bijna te klein om zelfs zonder vergrootglas te zien!

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *