Ripple Current and its Effects on the Performance of Capacitors
source: Capacitor Faks blog
Capacitors are critical elements in most analog and digital electronic circuits. They are used for a broad array of applications including decoupling, filtering, bypassing, coupling, and so on. Different applications have different performance requirements and demand capacitors with specific characteristics. The power dissipated by a capacitor is a function of ripple current and equivalent series resistance. As such, the ripple current capability is one of the key parameters to consider when selecting a capacitor for a specific application. Other critical parameters include capacitance, voltage rating, equivalent series resistance, and equivalent series inductance.
In most electronic devices, the DC current signal applied to a circuit has an AC portion. This AC portion is referred to as the ripple current. Some capacitors have high ripple current ratings while others have low ripple current ratings. Although there are standards for calculating these ratings, some manufacturers use their own techniques. In capacitors, power loss and internal heating are dependent on ripple current.
The temperature rise depends on ripple current, thermal resistance, and equivalent series resistance. The overall thermal resistance is dependent on thermal resistance between the component and the ambient environment and internal thermal resistance. Thermal resistance varies from one capacitor to another depending on external surface area and internal construction. In most capacitors, the equivalent series resistance is dependent on operating temperature and frequency.
The ripple current degrades a capacitor by raising its internal temperature. The failure rate of capacitors is directly related to the temperature of operation, and operating capacitors at high temperatures shortens their life. As such, ripple current lowers the reliability of capacitors, thereby limiting the overall reliability of electronic devices. For some capacitors, manufacturers recommend voltage deration when they are operated at temperatures above 85C. Since ripple current increases the core temperature of a capacitor, it is a parameter of interest when considering the voltage deration requirements for a given capacitor.
Ripple current for ceramic capacitors
Internal heating within ceramic capacitors is a problem that affects the performance of many electronic circuits. In these capacitors, the maximum ripple current is determined by temperature characteristics of the component. The ripple current of ceramic capacitor varies depending on the temperature of operation. Ceramic capacitors operating at higher temperatures have less ripple current capability compared to those operating at lower temperatures. For this reason, this parameter is usually measured at room temperature. The method of measuring ripple current of these components varies from one manufacturer to another. As such, it is critical to understand the method used by a supplier when analyzing ripple current data for different capacitors.
Exceeding the ripple current rating of a ceramic capacitor can significantly affect its performance. Although heating a capacitor beyond the temperature specified by the manufacture may not cause immediate failure, overheating ceramic capacitors accelerates their failure rate. Compared to small footprint components, physically larger ceramic capacitors have higher tolerances to ripple current. The greater thermal mass and volume of larger capacitors enables them to absorb more energy, and it takes more time before their maximum rated temperature is reached.
The coefficients of thermal resistance for ceramic capacitors of a given chip size can be different. This is due to variation in the number of electrode plates. High capacitance components have more electrode plates compared to low capacitance components of same size. Electrode plates act as heat sinks, and capacitors with a higher number of these plates release heat from their ceramic blocks more easily when compared to components of same size but with fewer plates.
Heating in ceramic capacitors can cause thermal gradients. These thermal gradients can cause cracking. To prevent cracking, the maximum temperature rise in ceramic capacitors is usually limited to 50C. Unlike aluminum and tantalum capacitors, ceramic capacitors are not prone to negative ripple voltage pulse problem. This is because ceramic capacitors are non-polar components.
Ripple current for tantalum capacitors
Within a chip tantalum capacitor, heat is generated by DC leakage current and by the AC signal. This heat is lost to the surroundings through a combination of the following heat transfer methods: conduction, convection, and radiation. The rate at which heat is lost to the surroundings depends mainly on the temperature gradient between the component and the ambient temperature. At a specified frequency, the heat generated by ripple current is equal to the product of the square of the rms value of the current and the ESR of the capacitor, I2R. On the other hand, the leakage current generates heat that is equal to the product of the current and the applied voltage.
Most of today’s high performance circuits operate at high switching speeds, high currents, and low voltages that demand very low ESR capacitors. Capacitor manufacturers have been reducing the equivalent series resistance of tantalum capacitors to meet the evolving requirement of electronic circuits. For low-voltage circuits that operate at high currents such as some modern CPUs, the demand for very low ESRs is even higher. Low equivalent series resistance enables capacitors to withstand high ripple currents. In comparison, capacitors with high ESR ratings dissipate more heat, and are unsuitable for high ripple current environments. Since temperature rise in tantalum capacitors is a function of ESR, ripple current flowing through a capacitor, and thermal resistance, reducing ESR helps to improve the ripple current capability of these components.
Electronic circuits that operate at very high clock speeds have higher current requirements compared to those that operate at lower speeds. Circuits operating at such high speeds expose capacitors to large ripple currents, and very low ESR components are required to minimize power dissipation. Excess power dissipation can raise the internal temperature of tantalum capacitors to unacceptable limits. Exposing tantalum capacitors to high temperatures lowers their reliability and increases their susceptibility to failure.
Ripple current for aluminum electrolytic capacitors
Aluminum electrolytic capacitors are used for a broad spectrum of applications including energy storage, smoothing, and filtering applications. Some applications such as smoothing and filtering load electrolytic capacitors with AC ripple current. This ripple current causes power dissipation and heating, and subjecting electrolytic capacitors to high temperatures shortens their life. In addition, high temperatures affect capacitance, aluminum resistivity, electrolyte conductivity, and leakage current of these electrolytic capacitors.
In many electronic circuits, the capacitor is the component that limits the life of the system. As such, it is important to consider all the factors that can accelerate the failure rate of these components when analyzing the overall reliability of a system. For aluminum electrolytic capacitors, the factors that can accelerate failure include extreme temperatures, reverse bias, extreme frequencies, transients and high voltages.
Temperature rise in aluminum electrolytic capacitors is a function of equivalent series resistance, root mean square value of current flowing through a capacitor, and thermal characteristics of a component. The hot spot temperature, temperature at a given spot within a capacitor, is the key factor that determines the operational life of an aluminum electrolytic capacitor. The hot spot temperature is a function of the ambient temperature, thermal resistance, and power loss due to AC current. Inside an aluminum electrolytic capacitor, temperature rise and power loss have a linear relationship. Power loss in electrolytic capacitors is mainly due to voltage changes across the dielectric, leakage current losses, and ohmic resistance losses.
When selecting an electrolytic capacitor for power electronics applications, it is important to select components that are optimized to withstand high ripple currents. Such capacitors are specially designed to operate under severe conditions. The most common way of enhancing the ripple current capability of electrolytic capacitors is by minimizing the equivalent series resistance.
The equivalent series resistance of electrolytic capacitors decreases with an increase in the number of electrodes tabs. Increasing laser-welded tabs enhances ripple current capability, thus reducing internal heating and lengthening the life of a capacitor. In addition, using multiple laser-welded tabs helps to improve vibration and shock resistance of aluminum electrolytic capacitors.
Ripple current for film capacitors
In power electronic circuits, film capacitors are used for a wide range of applications including DC-link and DC output filtering applications. Polypropylene is widely used in the construction of film capacitors. This dielectric material offers low dissipation factor, and has good performance over a wide range of temperatures and frequencies. As compared to aluminum electrolytic capacitors, film capacitors have higher ripple current capacity and voltage capability. The ripple current capacity of these capacitors is about three times that of aluminum electrolytic capacitors. In addition, film capacitors have high tolerance to shock and vibrations.
Film capacitors, compared to conventional electrolytic capacitors, have lower equivalent series resistance. This characteristic enables these capacitors to tolerate higher ripple currents. Furthermore, the ESR of polymer film capacitors is relatively constant over a wide range of temperatures. As in other capacitors, ripple current causes power dissipation in film capacitors. This power dissipation raises the internal temperature of film capacitors, thus reducing their life. The operational life of metallized polymer film capacitors is greatly determined by the core temperature.
Conclusion
The ripple current capability of a capacitor is one of the key parameters to consider when selecting a capacitor for a given application. The AC ripple current causes power dissipation and heating in capacitors. In most capacitors, temperature rise is a function of ripple current and equivalent series resistance. Using capacitors with very low ESRs helps to minimize power dissipation and enhance the capacity of the circuit to withstand high ripple currents. The operational life of most types of capacitors is greatly determined by internal temperature, hence the need to minimize the heat generated by ripple current.
Learn more about passives from industry experts ! – EPCI Academy e-learning passive components on-line courses for students and certified courses for professionals:
Источник
Большой анализ и прогноз курса криптовалюты Ripple, XRP на 2021, 2023, 2025, 2030 год
Прогноз цены XRP: недавний обзор
В мире криптовалют XRP — совсем другое дело. Он децентрализован, но не настолько, как Биткоин, Эфириум и тому подобное. В отличие от них, он не стремится быть альтернативой традиционной банковской системе, а скорее стремится к сотрудничеству и совершенствованию традиционной банковской системы. Тем не менее, это криптовалюта.
XRP — это криптовалюта, выпущенная Ripple, и входит в топ-10 криптовалютных токенов по рыночной капитализации. В последние месяцы у него была своя доля разногласий с Комиссией по ценным бумагам и биржам (SEC), подающей иск против компании, стоящей за криптоактивом, и ее руководителей.
В иске основное внимание уделяется тому, является ли XRP ценной бумагой или нет. Это многомиллионный вопрос, на который в течение многих лет не давали удовлетворительного ответа, и который определит будущее цифрового актива. В то время как объявление об этом случае сначала привело к массовому падению стоимости актива, с тех пор токен восстановился, в основном благодаря розничным инвесторам и трейдерам, которые накачивают его стоимость плюс общий бычий рост криптоиндустрии к концу прошлого года.
В этой статье мы исследуем текущую стоимость XRP, сколько она будет стоить в ближайшем будущем и факторы, которые могут определить ее будущую стоимость.
Появление и рост Ripple XRP
Ripple существует уже большое время. Он был создан еще в 2004 году как RipplePay, но его нововведение возникло слишком рано для своего времени, так как тогда оно не имело большого значения. Однако в 2012 году он вернулся как Ripple и вскоре после этого запустил токен XRP.
Ripple XRP не похож ни на одну другую криптовалюту. Он различается на многих уровнях, в том числе:
Он не основан на блокчейне
В отличие от большинства существующих криптовалют, монета не работает по технологии блокчейн. Вместо этого он основан на технологии протокола Ripple, что означает, что он не может использоваться для базы данных распределенного реестра. При этом используются шлюзы, связанные с серверами компании в нескольких странах мира, для проверки и обработки транзакций.
Его нельзя добыть
Хотя процесс майнинга считается неотъемлемой частью всех токенов, это не относится к XRP. Лимит на монеты XRP установлен на уровне 100 миллиардов монет, созданных компанией. Более 35% этой монеты было выпущено на рынок, а остальная часть принадлежит компании, которая периодически выпускает ее для контроля за поставкой и обращением токена. Криптовалюта является дефляционной, поскольку количество монет на рынке уменьшается с каждой транзакцией.
Отношения с банками
Этот виртуальный актив централизован, и его материнская компания, Ripple Lab, стремится наладить партнерские отношения с традиционными финансовыми учреждениями, такими как банки. Компания продает этим учреждениям свою технологию RippleNet, тем самым увеличивая популярность своего собственного токена Ripple XRP. Технология RippleNet — это система, которая соединяет банки и облегчает международные платежи и расчеты.тИз-за различий между Ripple XRP и другими криптовалютами он также имеет некоторые преимущества. Некоторые из них:
Это один из самых важных аргументов в пользу технологии Ripple. Скорость транзакций превосходит скорость других криптовалют и превышает скорость банковских переводов SWIFT, широко используемой системы в традиционном банковском деле. Это делает его лучшей альтернативой для банков для облегчения трансграничных платежей, поскольку его транзакции XRP очень быстрые.
Традиционные банковские операции и операции с некоторыми криптовалютами, как правило, требуют высоких комиссий за транзакции. Но с этой цифровой валютой эта плата резко снижается до копеек.
Еще одним положительным моментом является то, что транзакцию можно отменить или отредактировать, чтобы устранить ошибку, если она есть. Все эти функции позволили сети Ripple наладить партнерские отношения между традиционными финансовыми учреждениями. И это также повлияло на рост стоимости Ripple XRP на протяжении многих лет.
В течение многих лет после его создания стоимость монеты была настолько незначительной, что почти ничего не стоила. До 2017 года стоимость актива колебалась в районе 0,01 доллара США, но вскоре это изменилось, поскольку токен начал получать более широкое покрытие, а также он использовал бычий рост криптоиндустрии в том году. К апрелю 2017 года XRP вырос до 0,05 доллара; постепенный рост вскоре продолжился, достигнув в мае $ 0,25.
После этого у актива не было возврата, так как он привлек внимание криптоэнтузиастов, которые увидели ценность, которую он создавал, и потенциал который он имел. Стоимость актива росла на протяжении всего 2017 года и до начала 2018 года, когда она достигла рекордного уровня в 3,84 доллара. Но вскоре за этим последовало резкое падение стоимости, которое затронуло и все остальные криптовалюты; многие назвали невероятный рост отрасли просто пузырем, и как всякий пузырь он вот-вот лопнет. Именно это и произошло в случае бычьей кампании криптоиндустрии в 2017 году. К концу 2019 года его цена стабилизировалась на отметке 0,30 доллара и не превышала отметку 0,5 доллара в течение всего года. Это означает, что Ripple XRP с тех пор не смог развить свою былую славу, так как его стоимость никогда не доходила до доллара.
Однако бычий рост 2020 года, начавшийся к концу года, помог стоимости актива подняться. Стоимость токена достигла 0,8 доллара перед завершением года на уровне 0,66 доллара. Начало 2021 года должно было стать продолжением роста стоимости XRP, но этого не могло произойти из-за объявления SEC о судебном иске.
После объявления некоторые биржи исключили XRP со своей платформы. Многие из тех, кто держал токен, тоже в панике продали. Это привело к тому, что стоимость XRP упала до 0,166 доллара. Тем не менее, он снова вырос, поднявшись до 0,755 доллара. В настоящее время Ripple торгуется от 0,4 до 0,5 доллара.
Глядя на этот обзор, легко увидеть высокую волатильность XRP за последние несколько месяцев, что затрудняет составление прогноза Ripple. Но волатильность не мешает аналитикам делать прогнозы XRP на основе тенденций. Это означает лишь то, что эти прогнозы могут измениться при малейшей фундаментальной новости на рынке. Однако они по-прежнему дают приблизительную оценку того, чего ожидать от курса рипла.
Прогноз цены XRP в 2021 году
Есть несколько прогнозов относительно того, каким будет прогноз Ripple на 2021 год. Это включает его пиковые цены, то что он будет стоить к концу года, и его самое низкое значение в течение года.
График 5-летней истории XRP/USD
Согласно исследованию Moody’s, инвестор может ожидать, что 2021 год станет хорошим годом для блокчейна с огромным повышением стандартов, которое напрямую повлияет на цену Ripple. У Ripple XRP уже есть планы развития на 2021 год. Учитывая, как прошлые события или привели к увеличению стоимости XRP, валюта может достигнуть 2 долларов. Это произойдет, если действия технологии Ripple приведут к партнерству с большим количеством финансовых организаций.
В прошлом популярность XRP и как следствие, рост ее стоимости в значительной степени зависели от партнерства с этими традиционными учреждениями. Больше партнерства будет означать большее принятие обществом, что неизменно означает более высокую ценность.
Однако для XRP все не так просто. Иск SEC еще больше усложняет ситуацию. До того, как SEC подала иск, перспективы XRP были положительными, даже если они не внушали оптимизма. Но судебный процесс прерывает прорыв и делает траекторию прогнозирования цены Ripple более сложной, в отличие от других криптовалют.
Учитывая, насколько сложно точно предсказать цифровой актив, для XRP это еще сложнее. После судебного процесса все больше трейдеров проявляют медвежий настрой в отношении криптовалюты XRP, вызывая опасения, что она может упасть ниже 10 центов. Однако рост цен со стороны розничных инвесторов и трейдеров позволил ему снова подняться.
Во всяком случае, все эти события показывают, насколько высоконадежной может быть криптовалюта. Если в 2021 году XRP испытает настоящий прорыв, он может достичь своего исторического максимума в размере более 3 долларов. Но это выглядит маловероятным, пока иск SEC висит над головой.
Согласно Coinpedia, даже с учетом судебного иска, Ripple XRP будет торговаться в среднем по 0,65 доллара к концу года. Компания основывала свои прогнозы на мнениях экспертов о том, что к концу января 2021 года валюта в среднем будет стоить 0,83 доллара. Этого, конечно, не произошло.
Таким образом, максимальная прогнозируемая цена на год составляет 2 доллара США, хотя она также может упасть, поскольку прогноз минимальной цены составляет 0,1 доллара США, если иск SEC не будет урегулирован в пользу Ripple.
Прогноз XRP на 2023 год
Хотя перспективы на 2021 год могут выглядеть не очень оптимистично, прогнозы по 1 доллару на будущее выглядят превосходно. Хотя он может быть не таким высоким по сравнению с Биткоином или Эфириумом, ожидается, что его рост продолжится и его стоимость может достичь 3 долларов к 2023 году.
Это произойдет, если будут инициированы все планы развития, которые в настоящее время находятся у Ripple, что позволит расширить партнерские отношения не только с финансовыми учреждениями, но и с другими институциональными инвесторами. Такое расширение возможностей Ripple принесет немедленную выгоду для XRP.
Ценовой прогноз Ripple XRP на 2025 год
Через пять лет… очень много времени, чтобы определить, какой будет реальная цена. Однако, согласно алгоритмическому анализу Coinswitch, к 2025 году цена Ripple, скорее всего составит около 4,52 доллара.
Будущее и текущее партнерство с банками в Латинской Америке и Европе поможет технологии Ripple. Это партнерство откроет дверь для XRP, чтобы получить более широкое распространение в других частях мира, кроме Америки. Это уже работает, поскольку больший процент держателей XRP не находится в Америке.
Coinpedia придерживается более оптимистичного мнения относительно того, сколько будет стоить монета XRP в 2025 году, согласно ее прогнозу цены, к тому времени валюта будет в диапазоне от 4 до 8 долларов, что будет рекордным уровнем. Однако в качестве вероятного результата предлагается середина этого прогноза. Это означает, что к 2025 году один XRP будет стоить около 6 долларов. К этому времени уровень принятия достигнет уровня, когда пользователям будет удобнее проводить транзакцию с валютой и торговать с ней. Таким образом, на 2025 год максимальная прогнозируемая стоимость актива составит 8 долларов, но может упасть и до 4 долларов.
Прогноз курса Ripple XRP на 2030 год
Долгосрочный прогноз того, какой будет стоимость XRP в следующие десять лет, также кажется очень замечательным. Эксперты ожидают, что валюта будет расти в геометрической прогрессии, поскольку скорость ее принятия со временем будет расти. По прогнозам, к 2030 году его курс превысят 17 долларов. Согласно Coinswitch, криптоэнтузиасты считают, что к тому времени использование XRP значительно увеличится. В это время он может стать одной из любимых криптовалют.
Источник