СмартПульс - держите руку на пульсе высоких технологий! Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций

   Главная - DIY (сделай сам) - Идеи и концепции - Заменяем электролитические конденсаторы на керамические

Заменяем электролитические конденсаторы на керамические

Предисловие

Электролитические конденсаторы - хороши, но не идеальны. Они могут иметь большую ёмкостью, могут быть рассчитаны на большие напряжения, и при этом имеют относительно небольшие габариты. Но, кроме достоинств, у них есть и недостатки: они имеют относительно высокие токи утечки, могут со временем "высыхать", они - полярные; и, наконец, главное, - они имеют в принципе ограниченный срок жизни.

Современные керамические конденсаторы не имеют этих недостатков, а по удельной объёмной плотности ёмкости уже достигли тех же величин, что и электролитические конденсаторы. Возникает большой соблазн заменить электролитические конденсаторы на керамические.

Различные конструкции керамических конденсаторов (кликнуть для увеличения, откроется в новом окне)

Далее разберём удачные примеры такой замены и выясним, в каких случаях такую замену делать нельзя.

Пример 1 - блок питания D-Link JTA0302D-E

Этот блок питания 5 В / 2 А чуть больше 10-ти лет назад поставлялся с различными маршрутизаторами фирмы D-Link.

Вид на блок питания со стороны маркировки:

Беда этих блоков состояла в том, что они почти все поголовно выходили из строя. При вскрытии блоков оказывалось, что никаких видимых повреждений на плате блоков нет.

Но добрые люди выяснили, что причиной была порча электролитического конденсатора C6, причём порча незаметная - не в виде вздутия или разгерметизации конденсатора, а в виде ухода характеристик конденсатора за пределы работоспособности в данной схеме.

Кстати, вот, собственно, схема этого БП:

Номинал конденсатора - 47 мкФ*25 В; это был обычный алюминиевый электролитический конденсатор.

Замена конденсатора на новый восстанавливала работоспособность блока питания, но не навсегда, а только на срок от нескольких месяцев до 1 - 1.5 года. После чего снова требовалась замена конденсатора, и так до бесконечности. :)

В качестве радикального решения проблемы этот электролитический конденсатор был заменён на керамический номиналом 100 мкФ 25 В.

Тут может возникнуть вопрос: а не слишком ли велика ёмкость этого конденсатора - вдвое больше предыдущего?!

Но на самом деле из-за большой зависимости ёмкости таких конденсаторов от напряжения, в реальных схемах их ёмкость может снижаться в разы относительно номинала (статья об этом).

При напряжении на конденсаторе 10 В его ёмкость снижается до 26 мкФ, и оказывается существенно ниже, чем у первоначально установленного "электролита" (47 мкФ)! Запустится ли блок питания при такой замене, было проверено экспериментально.

Для замены конденсатора был выбран SMD конденсатор с припаянными к нему вручную "ножками" в виде луженых проводников, извлечённых из кабеля "витая пара" ЛВС.

Вот как выглядела эта замена на виде сбоку и сверху (конденсатор обведён красной рамкой):

После включения блок питания успешно заработал, и эксплуатируется уже почти 2 года (правда, уже не для питания роутера, который был снят с эксплуатации по причине морального старения, а для питания осветительного приспособления на основе 5-вольтовой светодиодной ленты).

В качестве причины, почему блок питания успешно включился, несмотря на пониженную ёмкость конденсатора, можно снова назвать зависимость ёмкости от напряжения. Микросхема ШИМ этого блока питания US3843 включается при напряжении 8.4 В, когда ёмкость конденсатора заметно выше, чем при напряжении 10 В, что оказалось достаточным для включения; а последующее снижение ёмкости конденсатора уже не могло помешать работе микросхемы.

Пример 2 - блокировочные конденсаторы по питанию на плате бесконтактного выключателя

В этом примере керамические конденсаторы заменяют электролитические в качестве блокировочных (помехоподавляющих) конденсаторов в цепи питания.

Обычно в таких случаях рекомендуется связка электролитический конденсатор + параллельный керамический конденсатор, где керамический конденсатор подавляет кратковременные импульсные помехи, а основную нагрузку по подавлению помех берёт на себя электролитический конденсатор.

Но теперь, благодаря наличию керамических конденсаторов с большой ёмкостью можно вообще во многих случаях обойтись без электролитических конденсаторов.

В данном конкретном случае из-за перехода платы сенсора с питания 12 В на 5 В пришлось исключить из схемы собственный стабилизатор 5 В на плате, что повысило требования к внешнему питанию. Сенсор использовался для создания кухонного светильника под шкаф с бесконтактным включением / выключением светодиодной ленты (статья об этом).

Для "очистки" питания сенсора от помех на плату было добавлено два керамических SMD конденсатора 100 мкФ 25 В. Выглядело это не слишком красиво, зато работало полнофункционально:

Добавленные керамические конденсаторы видны на плате слева.

На фото кажется, что один из керамических конденсаторов припаян прямо к контактам микросхемы. На самом деле он припаян к луженым проволочкам и приподнят над микросхемой.

Окончательный диагноз

Только что были рассмотрены два удачных примера замены электролитических конденсаторов на керамические. Но из этого не следует, что так следует делать везде и повсеместно.

Во-первых, надо учитывать потерю ёмкости керамических конденсаторов под напряжением в реальных схемах. При напряжении, близком к максимально-допустимому для конденсатора, его ёмкость запросто может снизиться в 10 раз, и это не шутка!

Зато при напряжениях до 5 В (и слегка выше) керамические конденсаторы весьма эффективны, легко заменят электролитические и будут служить практически вечно.

Ограничением будет допустимая реактивная мощность на конденсаторе. При её превышении может деградировать диэлектрик в конденсаторе, или же даже конденсатор может разрушиться (пусть и без взрыва, в отличие от электролитических конденсаторов).

Кроме того, следует полностью исключить применение керамических конденсаторов в сигнальных цепях звуковой аппаратуры. Дело в том, что из-за зависимости ёмкости от напряжения, керамические конденсаторы для сигналов звуковой частоты фактически становятся нелинейными элементами (особенно - для низких частот). Искажения звука - неизбежны. Оптимальными для звуковых трактов конденсаторами будут не керамические и не электролитические, а плёночные.

Купить керамические конденсаторы высокой ёмкости (до 220 мкФ) можно на Алиэкспресс, например, здесь. Цена на дату обзора за конденсаторы 100 мкФ 25 В - около $4 за 10 шт. с учётом доставки (цена может меняться в любую сторону, проверяйте!). Если найдётся у других продавцов дешевле, то тоже можно брать - товар одинаковый.

Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Всем спасибо за внимание!

Весь раздел DIY (сделай сам!)
 

Перейти на Главную
 

Дзен-канал Smartpuls.ru - интересно о технике (подписывайтесь, будет много интересного!)

  Ваш Доктор.
 31 января 2026 г.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.

  Комментарии вКонтакте:

При копировании (перепечатке) материалов или использовании изображений ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!  Доктора! (Администрация сайта - контакты и информация)
  Группа SmartPuls.Ru  Контакте - анонсы обзоров, актуальные события и мысли о них