ลักษณะการเสื่อมสภาพใดที่ควรพิจารณาเมื่อออกแบบวงจรด้วยตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคสำหรับอุปกรณ์ยึดพื้นผิว

ความจุลดลงเมื่อเวลาผ่านไป
ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติค SMD จัดแสดงอย่างค่อยเป็นค่อยไป การลดความจุ ตลอดอายุการใช้งานเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและกายภาพในชั้นอิเล็กโทรไลต์และไดอิเล็กทริกออกไซด์ ชั้นออกไซด์อาจบางเล็กน้อย และอิเล็กโทรไลต์อาจแห้งหรือสลายตัวทางเคมี ส่งผลให้ความจุลดลงที่วัดได้ โดยทั่วไปการลดลงนี้จะเกิดขึ้นแบบก้าวหน้าและอาจอยู่ในช่วงตั้งแต่ 10% ถึง 20% ในช่วงเวลาการทำงานหลายพันชั่วโมง ขึ้นอยู่กับสภาพการทำงาน เช่น อุณหภูมิ ความเค้นแรงดันไฟฟ้า และกระแสกระเพื่อม นักออกแบบต้องคำนึงถึงเรื่องนี้ด้วยการเลือกตัวเก็บประจุที่มีความจุเริ่มต้นสูงกว่าค่าขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการใช้งานเล็กน้อย เพื่อให้แน่ใจว่าวงจรยังคงเป็นไปตามข้อกำหนดการทำงานแม้ในขณะที่ตัวเก็บประจุมีอายุมากขึ้น การลดพิกัดอย่างเหมาะสมและการพิจารณาอายุการใช้งานที่คาดหวังสามารถป้องกันประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าในการกรอง การแยกส่วน หรือการใช้งานการจัดเก็บพลังงาน

เพิ่มความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า (ESR)
เมื่อเวลาผ่านไป ESR ของตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติค SMD มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น เนื่องจากการอบแห้งด้วยอิเล็กโทรไลต์ การย่อยสลายทางเคมี และการเปลี่ยนแปลงการเชื่อมต่อภายในของอลูมิเนียมฟอยล์ ESR ที่เพิ่มขึ้นสามารถลดประสิทธิภาพในวงจรไฟฟ้า ทำให้เกิดความร้อนเฉพาะที่ และจำกัดความสามารถของตัวเก็บประจุในการจัดการกระแสกระเพื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูงหรือตัวแปลง DC-DC การเพิ่ม ESR เพียงเล็กน้อยก็อาจส่งผลกระทบต่อการควบคุมแรงดันไฟฟ้า การปราบปรามการกระเพื่อม และประสิทธิภาพการระบายความร้อนโดยรวม ผู้ออกแบบวงจรควรเลือกตัวเก็บประจุที่มี ESR เริ่มต้นต่ำเพื่อรองรับการเพิ่มขึ้นทีละน้อย และให้แน่ใจว่าการออกแบบและการจัดวางการระบายความร้อนที่เพียงพอเพื่อกระจายความร้อนเพิ่มเติมใดๆ ที่เกิดจาก ESR ที่สูงขึ้นตลอดอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุ

การเปลี่ยนแปลงกระแสไฟรั่ว
ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติค SMD มีประสบการณ์แบบค่อยเป็นค่อยไป กระแสไฟรั่วเพิ่มขึ้น เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์เสื่อมลงและชั้นอิเล็กทริกกลายเป็นอุดมคติน้อยลง แม้ว่ากระแสไฟรั่วโดยทั่วไปจะต่ำ แต่ก็อาจส่งผลต่อวงจรที่มีความละเอียดอ่อน เช่น ตัวจับเวลากระแสไฟต่ำ ระบบที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ หรือวงจรแอนะล็อกที่มีความแม่นยำ ซึ่งแม้แต่การรั่วไหลเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้แรงดันไฟฟ้าลอยหรือสูญเสียพลังงานได้ ผู้ออกแบบจำเป็นต้องคำนึงถึงการเพิ่มขึ้นของการรั่วไหลเมื่อเวลาผ่านไป และหากจำเป็น ให้รวมการชดเชยวงจร ตัวต้านทานป้องกัน หรือการตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่าการรั่วไหลในระยะยาวจะไม่กระทบต่อประสิทธิภาพของวงจรหรือความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์

การแก่ชราขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
ที่ อัตราอายุของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการทำงานเป็นอย่างมาก . อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเร่งปฏิกิริยาเคมีภายในอิเล็กโทรไลต์ ส่งผลให้แห้งเร็วขึ้น ESR เพิ่มขึ้น และลดความจุไฟฟ้าเร็วขึ้น หลักการทั่วไปคือทุกๆ 10°C ที่เพิ่มขึ้นเหนืออุณหภูมิการทำงานที่กำหนดสามารถลดอายุการใช้งานที่คาดหวังของตัวเก็บประจุลงได้ประมาณครึ่งหนึ่ง ผู้ออกแบบควรเลือกตัวเก็บประจุที่มีระดับอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการทำงานสูงสุดที่คาดไว้ มีการจัดการระบายความร้อน PCB ที่เพียงพอ และพิจารณาการไหลเวียนของอากาศหรือแผงระบายความร้อนเพื่อลดการเสื่อมสภาพแบบเร่ง และรักษาคุณลักษณะทางไฟฟ้าที่สม่ำเสมอตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์

ผลกระทบจากความเครียดจากแรงดันไฟฟ้า
การได้รับแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องใกล้กับค่าสูงสุดที่กำหนดสามารถเร่งการเสื่อมสภาพและส่งผลให้อิเล็กโทรไลต์เสื่อมสภาพ การสลายไดอิเล็กทริก และกระแสรั่วไหลที่เพิ่มขึ้น การใช้งานตัวเก็บประจุต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดเล็กน้อย—โดยทั่วไปจะมี a การลดพิกัดแรงดันไฟฟ้า 20–30% —ลดความเครียดต่ออิเล็กทริกและอิเล็กโทรไลต์ ชะลอการย่อยสลายทางเคมีและ ESR เพิ่มขึ้น การลดพิกัดแรงดันไฟฟ้ามีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานที่มีการกระเพื่อมสูงหรือแรงดันไฟฟ้าแบบพัลซิ่ง เนื่องจากเดือยชั่วคราวสามารถเร่งการเสื่อมสภาพและลดอายุการใช้งานได้ หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสมผ่านการป้องกันวงจรหรือการเลือกตัวเก็บประจุ

ความเครียดทางกลและการพิจารณาระดับคณะกรรมการ
ความเครียดทางกล เช่น การงอของ PCB การหมุนเวียนของความร้อน และการสั่นสะเทือน อาจทำให้ผลกระทบจากการเสื่อมสภาพในตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติค SMD รุนแรงขึ้น การขยายตัวและการหดตัวซ้ำๆ ของตัวตัวเก็บประจุหรือข้อต่อประสานอาจทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กในฟอยล์ภายในหรืออิเล็กทริก ซึ่งส่งผลกระทบต่อความจุและ ESR นักออกแบบควรมั่นใจในเทคนิคการบัดกรีที่เหมาะสม เลือกตัวเก็บประจุที่แข็งแกร่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความเครียดสูง และจัดให้มีการรองรับทางกลหรือการบุรองที่เหมาะสมในบริเวณที่คาดว่าจะมีการสั่นสะเทือนหรือวงจรความร้อน สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานด้านยานยนต์ อุตสาหกรรม หรือการบินและอวกาศ ซึ่งความน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะไดนามิกเป็นสิ่งสำคัญ