Керамические конденсаторы., Плюсы-минусы. Опции

[vitiv]

Есть простое изделие. В нем до стабилизатора стоит танталовая емкость 10мкф на 16в. Достали эти танталы. Чуть бросок напруги или переполюсация горят мгновенно. С электролитами такой проблемы нет, но мне критичен размер и нужен smd элемент.
Нашел керамику smd 1206 ___http://www.smd.ru/katalog/ip6/index.khtml__ жажду поменять на них танталы. Вопрос кто использовал такие емкости? Какие есть недостатки? Очень не хочется выбраться из одной кучи и вляпаться в соседнюю.

[vladec]

Частотные свойства у них однозначно лучше чем у электролитов, поэтому в большинстве случаев можно смело заменять. А вот в части ESR может быть не все гладко, во всяком случае я пару раз попадал в импульсных источниках на возбуждение, при использовании керамики вместо электролитов в качестве основного фильтрующего конденсатора.

[Designer56]

Частотные свойства у них однозначно лучше чем у электролитов, поэтому в большинстве случаев можно смело заменять. А вот в части ESR может быть не все гладко.....

Если частотные свойства лучше, то и по ESR должно быть тоже лучше. ESR- это и есть частотные свойства. Другое дело, что керамические конденсаторы больших емкостей делаются из керамики Н90, которая может порождать причудливые эффекты типа пьезорезонансов и микрофонного. Кроме того, как и у электролитов, нужно обеспечить уровень реактивных (импульсных) токов (мощности) меньше предельно- допустимого. Или уровень пульсаций напряжения в частотном диапазоне меньше допустимого, что одно и то же. Так же, как и для электролитов. У автора поста скорее всего в этом проблема с танталами. Когда они правильно применяются, то работают надежно. Кроме того, рабочее напряжение должно быть, как минимум, проц. на 30 меньше номинального.

[DSIoffe]

Из минусов.
В первую очередь, эти многослойные керамические конденсаторы очень дорогие.
Кроме того, у очень многих из них при приближении напряжения к максимальному резко, в разы падает ёмкость. Поэтому нельзя покупать их по тому списочку с smd.ru, надо найти datasheet на конкретный покупаемый тип.
Третье - тот самый микрофонный эффект. Из-за него у нас в одном изделии пришлось заменять их на танталы.
Ну и тип диэлектрика надо отслеживать. Y5V не держит отрицательные температуры, например.
Плюсы. Я нашёл один, но ради него и стоит их ставить: очень низкое ESR (эквивалентное последовательное сопротивление), они великолепно фильтруют ВЧ помехи и очень хороши при импульсной нагрузке или на выходах импульсных преобразователей. Но не всех: некоторые преобразователи из-за низкого ESR теряют устойчивость (возбуждаются). Это не конденсаторы виноваты, а схемы контроллеров. Texas Instruments честно предупреждает о такой засаде, у других я не видел.
А чтобы танталы не горели при включении, надо брать их номинальное напряжение раза в два выше, чем реально будет в схеме. Об этом много где написано. И, конечно, как всегда: от известных фирм через официальных дистрибьюторов А чем спастись от переполюсовки - не знаю

[тау]

На входе в большинстве ситуаций можно ставить и керамику (внимание - только рядом с микрухой, ни в коем случае не на длинных проводах в печати).
на выходе большинства LDO стабилизаторов лучше все-же тантал, ибо низкое ESR хорошей керамики будет провоцировать возбуд .
ESR конденсаторов по выходу не должно стремиться к нулю - иначе в LDO обеспечен возбуд


вот из даташита например на LM1117

The minimum output capacitance required by
the LM1117 is 10μF, if a tantalum capacitor is used. Any
increase of the output capacitance will merely improve the
loop stability and transient response. The ESR of the output
capacitor should range between 0.3Ω - 22Ω. In the case of
the adjustable regulator, when the CADJ is used, a larger
output capacitance (22μf tantalum) is required.

керамика может иметь гораздо менее 0,3 Ома.

Тантал по входу часто может портиться из-за экстратоков при включении методом "замыкания" на источник напряжения с низким Rвых или большими ёмкостями. Также опасно включение танталов "замыканием" на источник через длинные провода, так как образующиеся LC цепи дают переходной процесс ( в идеале удваивающий подаваемое напряжение на короткое время) что тоже приводит к отказу.

[Designer56]

Из минусов.
.....
Ну и тип диэлектрика надо отслеживать. Y5V не держит отрицательные температуры, например.
.....
А чтобы танталы не горели при включении, надо брать их номинальное напряжение раза в два выше,.....
А чем спастись от переполюсовки - не знаю

Наша Н90 на минусах работает хорошо. К10-17, например.
Диодом можно защитится от переполюсовки. Но лучше её не допускать. Кстати, бывает, что импульсный источник временами пользуют без нагрузки. При этом конденсаторы фильтра выбросами могут заряжаться до высоких напряжений- раза в 2 больше рабочего. Это, конечно, зависит от схемы.

На входе в большинстве ситуаций можно ставить и керамику (внимание - только рядом с микрухой, ни в коем случае не на длинных проводах в печати).
на выходе большинства LDO стабилизаторов лучше все-же тантал, ибо низкое ESR хорошей керамики будет провоцировать возбуд .
ESR конденсаторов по выходу не должно стремиться к нулю - иначе в LDO обеспечен возбуд


вот из даташита например на LM1117
керамика может иметь гораздо менее 0,3 Ома.

Тантал по входу часто может портиться из-за экстратоков при включении методом "замыкания" на источник напряжения с низким Rвых или большими ёмкостями. Также опасно включение танталов "замыканием" на источник через длинные провода, так как образующиеся LC цепи дают переходной процесс ( в идеале удваивающий подаваемое напряжение на короткое время) что тоже приводит к отказу.

Лоу- дропы- это вообще вещь в себе. Особенно их милое свойство много потреблять при низком напряжении на входе, что часто приводит к "защелкиванию" источника питания при высокоомном выпрямителе на входе в лоу- дроп. Я в результате отказался от них почти везде.
Длинные провода могут вызвать опасные резонансы только если получается высокодобротная цепь- когда нагрузка мало потребляет. В принципе, это лечится параллельным подключением последовательной RC.

[ledum]

Народ, Вы же обратите внимание: до стабилизатора. Нормально работают Мюраты. Они, кстати, где-то приводили данные испытаний, что их 10-и вольтовые пробиваются где-то на 130В. Т.е. керамика в этом месте должна работать нормально. На Х-вой керамике микрофонного эффекта не замечали. Емкость с ростом напряжения теряют, но здесь это не критично, ИМХО.
Ну а Н90 это отдельная история. Лет 5 шли без проблем до 1990г где-то. Потом один из ГУНов начал на климатах уходить. Оказалось блокировочный в эмиттере с 10 нан падал до 2200 пФ на минус 60 (начало сказываться последовательное соединение частотозадающего где-то 150пФ и блокировочного). Изготовитель - все нормально, так и должно, до этого вам просто везло с керамикой. Короче, схемно-конструкционный, т.е. зверек пушистый. Заменили на Н30 от греха подальше.

Сообщение отредактировал ledum - Apr 1 2010, 08:06

[Designer56]

Но если 10- вольтовые разок выдержали 130 В, это не означает, что они будут надежно работать в течении гарантированного срока при напряжениях, больших или близких к 10 В.

[ledum]

Но если 10- вольтовые разок выдержали 130 В, это не означает, что они будут надежно работать в течении гарантированного срока при напряжениях, больших или близких к 10 В.

Это я о том, что у них тоже запас есть, а не Вольт в Вольт, как у китайцев или импортных танталов. Конечно, пусть ставят 16В, в чем проблема. Ну и, думаю, эта http://murata.com/products/capacitor/faq/mlcc/index.html ссылка будет полезна для принятия решения.
Более, того, поставил бы, может, 25В http://murata.com/products/capacitor/tech_...31cr61e106k.pdf - у него уход меньше при тех же размерах на том же, допустим, 10В напряжении. На Vdmais стоит аж 7.5 американских цента, или 60 украинских копеек

Сообщение отредактировал ledum - Apr 1 2010, 08:31

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Designer56]

про китайцев лучше не вспоминать. У них керамика и трескается, и замыкает на напряжении 5 В, и вдруг добротность падает с чего- то.

[vitiv]

Всем огромное спасибо. Буду анализировать.

[stells]

кстати, где-то приводили данные испытаний, что их 10-и вольтовые пробиваются где-то на 130В

в резонансном контуре (Ua=80В, f=125кГц) пришлось применить "из того, что было": NPO Murata DC50V (GRM2165C1H222J). решил, что потом найду замену. прибор ушел на испытания и работает почти год стабильно

[Microwatt]

в резонансном контуре (Ua=80В, f=125кГц) пришлось применить "из того, что было": NPO Murata DC50V (GRM2165C1H222J). решил, что потом найду замену. прибор ушел на испытания и работает почти год стабильно

Хм... а я боюсь 50V на 56V включить. И даже 63V пленку...
Как-то стыдно признаваться, со школы вроде усвоено, что лучше керамики по реактивной мощности и быть ничего не может.
Но вот сейчас включил SEPIC-конвертор и странные вещи вижу. Там есть разделительный силовой конденсатор, ток - что-то около 1.2-1.5 ампера на 150кГц.
Так вот, керамика, хоть 1.5мкф выводная в одном флаконе, хоть набранная SMD по 0.1 до 0.6 мкф из X7R ведет себя явно хуже, чем пленка 0.33-0.47мкф c длиннючими выводами. Такое впечатление, что ESR все-таки велико, что-то держит рост тока.
День просидел - так и не въехал в тему
Что касаемо танталов... Дак вроде , если посмотреть на даташиты, ничего, кроме высокой температуры и высокой цены в них особенного нет. Реактивная мощность мала, не любят бросков тока и очень аккуратно с напряжениями нужно. Они низковольтные, как правило, и при таких параметрах уже есть в 10-20мкФ керамика меньше по габаритам, дешевле и надежнее.

[AlexN]

Как-то стыдно признаваться, со школы вроде усвоено, что лучше керамики по реактивной мощности и быть ничего не может.
Но вот сейчас включил SEPIC-конвертор и странные вещи вижу. Там есть разделительный силовой конденсатор, ток - что-то около 1.2-1.5 ампера на 150кГц.
Так вот, керамика, хоть 1.5мкф выводная в одном флаконе, хоть набранная SMD по 0.1 до 0.6 мкф из X7R ведет себя явно хуже, чем пленка 0.33-0.47мкф c длиннючими выводами. Такое впечатление, что ESR все-таки велико, что-то держит рост тока.
День просидел - так и не въехал в тему

все правильно - в керамике диэлектрик греется, на больших переменных токах они плохо работают. а пленочный поди полипропиленовый? (К78-..) а поставьте обыкновенный К73 и увидите как он опухнет.
кстити, лучше керамики на переменном токе - слюдяные, но их сейчас днем с огнем не найдешь..

[Microwatt]

все правильно - в керамике диэлектрик греется, на больших переменных токах они плохо работают. а пленочный поди полипропиленовый? (К78-..) а поставьте обыкновенный К73 и увидите как он опухнет.
кстити, лучше керамики на переменном токе - слюдяные, но их сейчас днем с огнем не найдешь..

Да, еще сегодня полдня провозися.. 1мкф X7R работает явно хуже, чем 0.33 мкф пленка. Пленка ММК5 и К78 для смеху (габариты) тоже попробовал. Результат при подключении впараллель 1 мкФ керамики еще такого же хуже, чем при подключении впараллель поленки 0.22-0.33 мкФ... Вот те на!
Ну, слюдяные.... Вы, батенька, еще селедку по рубь сорок вспомните или водку по 2.21.