Tantal kapasitörlere karşı seramik (MLCC)

Bir elektronik tasarımcısının bakış açısından, aynı zamanda fiyat / maliyet ve sosyal faktörleri de dikkate alarak (aşağıdaki Coltan madenciliği ve etik bağlantısına bakın), birçok durumda Tantal kapasitörlerden kaçınırken, Çok Katmanlı Seramik Kondansatörleri (MLCC'ler) tercih ederim .

Açıkçası, sorum şu: Hangi durumlarda dikkatli olmalı ve tantal kapasitörleri kullanmaya devam etmeliyim? Bu konuda her türlü cevap ve teknik yaklaşım benim için (ve kesinlikle diğer tasarımcılar için) yararlı olacaktır.

Dikkat edilmesi gereken bazı hususlar:

• Seri eşdeğer devre.
• Mikrofonik. MLCC bu açıdan gerçekten ne kadar kötü?
• Voltaj ve sıcaklık ile kapasitans bağımlılığı.
• Aşırı gerilim ve arıza modları.
• Yaşam beklentisi ve güvenilirlik.

Ek bağlam:

• Tüm tantal elektrolitik kapasitörlerin% 90'ından fazlasının SMD tarzında üretildiği varsayılarak, özellikle Yüzeye Montaj Teknolojisine (SMT) hitap ediyorum.
• Burada yüksek hacimli tüketici elektroniği ürünlerine odaklanıyorum , diğer hususların geçerli olabileceği özellikle yüksek güçlü elektronik uygulamalarını atıyorum . Yukarıdaki hususların kapasitörler için anahtar olduğu güç dönüştürme / yönetim devrelerini dışlamıyorum.
• Coltan'ın sosyal etkisi hakkında daha fazla bilgiyi Wikipedia'da bulabilirsiniz: https://en.wikipedia.org/wiki/Coltan_mining_and_ethics

Bu konuda birçok uygulama notu var. "Tantal vs seramik kapasitörler" için Google.

Seramik kondansatörler ESR ve ESL için en iyisidir. Böylece güç kaynaklarında daha az sıcaklık artışı ile büyük dalgalanma akımlarını idare edebilirler. Aynı şekilde, Yüksek hızlı sistemlerde (AC bağlantı kapasitörleri) sinyal kalitesini bozmazlar. Ancak DC Önyargı özellikleri zayıftır. Bir 47 uF X5R 6.3V gibi ~ 23 uF @ 3.3V'dir. Bu Düşük ESR ve ESL bazı durumlarda kötü olabilir. Örneğin, çıkışta yeterli dalgalanma gerektiren bazı Buck dönüştürücüler kararlı olmalıdır. Ve daha düşük ESL, gereksiz salınımlar vermek için kablo kapasiteleriyle reaksiyona girer.

Tantal kapasitörler en iyi Volumetrik verimlilik ve Ucuz maliyet ile bilinir, ancak dalgalanma akımları nedeniyle arızaya eğilimlidirler. POSCAP'ler (polimer kapasitörler) gibi alternatifler vardır.

Şunu da ekleyebilirim: Tabaklar yüksek açılma akımlarının mümkün olduğu uygulamaları sevmezler… regülatörün çıkışı evet (akım sınırlıdır)… regülatöre giriş hayır (akım muhtemelen sınırlı değildir). Bu, örneğin 10 voltluk bir uygulamada 35v'lik bir tant kullanılarak voltajın mümkün olduğunca azaltılmasıyla kısmen azaltılabilir.

Çoğu durumda seramik veya tantal kapasitörleri kullanma kararım maliyete bağlı. 10 uF'den daha büyük kapasitelere ihtiyacım olduğunda, seramik kapasitörler pahalıdır ve tantal kapasitörler iyi bir seçenektir.

Onları bu yüzyılda bir kitlesel pazar ürününde [kişisel olarak] gördüğüm tek yer, bir Uniden telsiz telefonun VCO'sundaydı.

Beni bu konuda meraklandırdığın için, biraz googling yaptım (tantal ve VCO için) ve çok eski olmayan (2004) ve ürün ağacında bazı tantal kapaklar bulunan MAX2572EVKIT'i buldum . Bu bir GSM VCO. Ayrıca [oldukça eski] bir GSM telefonunun bir sökümünü buldular ve içinde tantal kapaklar buldular, ancak hangi alt sistemde söyleme.

Ayrıca HMC836LP6CE'nin veri sayfasında bazılarını bulmuştur ; bu açıkça tarihli değil, ama revizyon numarası 2011 veya 2012 gibi görünüyor. Bu bir 4G PLL / VCO, bu yüzden inanılmaz eski olamaz. İPhone 6'nın PCB'sinde başka bir sökme bulundu ; Rohm tarafından yapılanlar, telefondaki rolleri burada belirtilmedi, ancak "iPhone 6'daki en pahalı kapasitör" olduğunu iddia etti.

Ayrıca , Arduino GSM modülünde ateş yakan bir tantal kapağı için bu hikayeye dikkat edin . Tabii ki, bir Arduino kalkanı için parça seçimi muhtemelen Apple'ınkinden çok daha düşük standartlarda ...

"Özellikle güç elektroniği uygulamalarını atarak" ne demek istediğinizi tam olarak açık değilim, ancak başkalarının bununla ilgilenmesi durumunda, bazılarının bir iPhone şarj cihazının sökülmesinde de bulundu .