Las vibraciones no suelen estar asociadas a los ensamblajes electrónicos. Sin embargo, no es del todo raro que dichos ensamblajes estén sometidos a vibraciones mecánicas fuertes. Y, en el caso de los condensadores electrolíticos, esto puede provocar un fallo repentino. No obstante, algunos proveedores de condensadores han conseguido encontrar soluciones a este problema.
Las vibraciones no sólo se producen en aplicaciones con partes “vibrantes” como los motores de combustión interna.
Los componentes electrónicos también se encuentran expuestos a tales vibraciones en punzonadoras industriales, actuadores lineales de movimiento rápido, bombas y cajas de cambios.
Todos ellos generan un perfil de vibración que puede hacer que un condensador electrolítico falle.
Un problema habitual es la rotura de las conexiones del condensador. El punto de ruptura se encuentra directamente en la junta de soldadura a la tarjeta o en el interior del propio condensador, en la conexión de los terminales a la lámina de ánodo y cátodo.
Normalmente, un condensador falla de forma completamente inesperada, sin cambios (medibles) significativos en sus propiedades eléctricas.
Esto es así porque hay poca indicación de si el componente está expuesto a vibraciones excesivas y, por lo tanto, es propenso a fallar. En el mejor de los casos, resulta posible detectar una mayor corriente residual si el estrés mecánico ha dañado la capa de oxidación entre el devanado y la cubierta.
Si hay suficiente electrolito, este daño se puede reparar por el efecto de autocuración (self–healing). Si, por el contrario, se producen microgrietas en las conexiones del condensador, por lo general, solo se puede notar un valor de resistencia serie equivalente (ESR) considerablemente superior poco antes de la rotura.
Otro fallo es consecuencia del roce del devanado dentro de la pared de la cubierta, lo que también puede provocar problemas en el condensador a largo plazo.
Condensadores fiables y resistentes a las vibraciones en función de los requisitos
A la hora de suministrar componentes fiables que puedan soportar cargas de hasta 30 G, diversos fabricantes de condensadores han desarrollado series con un diseño resistente a las vibraciónes. Pero, cuándo se considera que un componente es resistente a la vibración.
Un perfil de prueba de vibración común, estandarizado y similar al utilizado por los proveedores en las pruebas, puede parecerse al de la siguiente tabla.
| Aceleración: | 294 m/s2 (30 G) |
| Frecuencia: | 5 Hz ~ 2000 Hz |
| Amplitud: | 5 mm |
| Dirección y duración de la vibración: | Dirección ejes X,Y,Z durante 2 horas cada uno / total 6 horas |
Muestra en qué rango de frecuencia y con qué amplitud el condensador soporta hasta una determinada aceleración. Sin embargo, debido a que cada aplicación posee frecuencias de vibración distintas, dando como resultado perfiles muy diferentes, los proveedores también ofrecen pruebas y aprobaciones individuales basadas en las necesidades específicas del cliente. Esto asegura que el componente aprobado supera los respectivos requisitos.
Si el fabricante del condensador se encuentra involucrado en el proceso de desarrollo, puede diseñar los componentes con la máxima precisión para garantizar que se puedan usar en su límite de carga. Esto evita la sobre especificación y permite una mejor relación diseño-coste.
El mercado de los condensadores electrolíticos ofrece, dependiendo del método de montaje, varios diseños y enfoques para poder aumentar la resistencia a la vibración.
