Уважаемые коллеги. Прочитал форум и увидел, что достаточно много проблем возникает при применении танталовых конденсаторов. Потому вопросы:
1. Почему вы используете танталовые конденсаторы?"
- Привычка? (Учили шунтировать питание тантал+ керамика).
- Провели измерения подавления пульсаций с импульсной нагрузкой и поняли, что без танталового конденсатора никак не справиться?
2. Алюминиевые конденсаторы почему не применяете?
-Надежность? (Тут у меня есть вопросы.... Выпаял из старинной схемки конденсатор зелененький, герметичный, военный, годков 50 ему 470мкФ заявленной емкости. Я из любопытства промерил.... Емкость + 10% к номиналу, еср 0,12Ом на 120Гц что как по мне - очень не плохо).
3. Керамика больших номиналов почему не применяете, она же уже доступна? Или вопрос цены.

Выпаянными, тем более 50 лет отроду и на 100 Гц - Вы тут вряд ли кого заинтересуете.

На мой взгляд, на проблему (вернее выбор) тех или иных комплектующих нужно смотреть, исключительно, через призму соотношения цена/качество. Грубо - соотношение требуемых технических характеристик и их стоимости... Для серьезных разработчиков, особенно, ориентированных на разработку серийных изделий, тем более, изделий для массового производства - цена/качество - это главный критерий применения. Все остальное не имеет решающего значения...

Проблемы возникают при неправильном использовании.

1. Потому что параметры лучше чем у алюминиевых. Вы вообще пробовали сравнивать?
2. Потому что у алюминиевых параметры хуже.


У меня есть конденсаторы ЭТО-2(или ЭТО-1) и К53-28, лет 30 уже им, параметры не изменились

3. Керамика имеет больший вес, меньший ESR и сильную зависимость от напряжения.

Согласен, не превышайте напряжение и не путайте полярность - и не будет вам фейерверков.
А какие еще минусы?


Перефразируя Воланда - это еще пол беды, вся беда в том, что эти плохие параметры со временем еще быстрее ухудшаются.
99.9% ремонта современной бытовой техники - высохшие электролиты в блоке питания.


Она бывает разных типов, и дешевая керамика еще сильно температурозависима.
Уж коль затронута аналоговая ветка, то у керамики есть микрофонный эффект,
и наоборот при перезарядке стрекочет.

А вообще, не особо понятно в чем суть вопроса ТС?
Я в каждом изделии использую все виды конденсаторов. Изделия, правда, в основном цифровые.
Там где требуется взрывобезопасное исполнение, и большие значения емкости не нужны - используется только керамика.

ну и это: производители чипов пишут рекомендации - на такой-то повер домен столько танталовых конденсаторов (такой-то емкости), столько керамических (ряд из нескольких номиналов)
можно, конечно, и забить на эти рекомендации, но зачем?

Как некоторые уже заметили, мой вопрос был с подвохом. Я, например, уверен, что при современном уровне развития конденсаторостроения от тантала можно спокойно отказываться.
1. У танталовых конденсаторов лучше параметры?
Какие параметры у них лучше?
ЕСР - одинаков, или у хороших алюминиевых меньше, а у керамики - еще меньше
Зависимость емкости от температуры? одинаковая, у керамики - в разы меньше
Ток утечки? У качественных алюминиевых такой же, у керамики - меньше

Единственное достоинство тантала - это удельная емкость. Причина в том, что у пентаоксида тантала в 3 раза выше диэлектрическая проницаемость, чем у оксида алюминия.(27 - 9)

2. У качественной керамики отсутствует пьезоэффект. Единственный минус - большие емкости из такой керамики не делают.

3. Качественная керамика работает в более широком диапазоне температур, с меньшим изменением параметров.
4. У керамики есть недостатки - зависимость емкости от приложенного напряжения, так закладывайте емкости на 2-3 х кратное напряжение, раз знаете о таком отрицательном свойстве.
5. Итого: я давно отказался в своих разработках от танталовых конденсаторов. Используя качественные алюминиевые и керамические и комбинируя их должным способом удается достигать лучших харктеристик. Минусы - немного проигрываешь в массо-габаритных показателях, но очень незначительно. Конкретно по групе конденсаторам - до 10% ухудшения. Что как по мне - незначительно.

Почему производители советуют использовать тантал в своих даташитах? - это старая школа, когда учились и делали лучшие конструкции инженеры, которые пишут эти даташиты, тогда альтернативы танталу не было. Не было качественных алюминиевых, не было керамики со значительной емкостью.
Я потому спросил в первом вопросе, "по-привычке"? Может уже можно и пересмотреть старые привычки?

Люди используют хорошее решение. Вы предлагаете его заменить на равное или хуже по ТТХ. Теперь уже вам вопрос - зачем, собственно?

Алюминий можно купить большей ёмкости, чем тантал, а тантал - большей чем керамика.
Если большие ёмкости не нужны - достаточно керамики.

Алюминий можно поставить на входе устройства с длинным кабелем.


Потому что корпуса у них мелкие - вот и меньше эффект. А как быть с керамикой на 50 или 400 вольт? Сколько её надо вместо тантала.


Т.е. ставьте 4 корпуса керамики вместо 1 тантала.


Немного? 680мкФ 3В(6.3Вном) 60мОм 1.6А сколько у вас по площади займёт керамика при допустимой высоте 1.6мм? Или есть такой алюминий?


Ну даташиты не догма, особенно на КИТы. Но вот в повышающем DC\DC при замене керамики на хороший тантал потребление без нагрузки уменьшилось на 0.5Вт. Почему - не знаю.

Приведите примеры, а то так можно долго "переливать из пустого в порожнее".

Я бы не стал говорить, что постановка вопроса бессмысленна. Количественные соотношения со временем сильно меняются, и установившиеся привычки нужно переосмысливать.
Если говорить о цене, то танталовые всегда, и сейчас, достаточно дороги.

А разве у электролитов есть существенная зависимость емкости от температуры?
Для алюминиевых существенным недостатком является очень сильный рост сопротивления на минусовых температурах, это да.

Танталы незаменимы в половине дизайнов ничем.

Ну почему же? Ниобиями заменимы

По теме: У танталов есть два недостатка, которые в некоторых схемах становятся их достоинством - они полярные и имеют небольшой ток утечки. Это позволяет блокировать процессы возбуждения и резонанса во многих аналоговых схемах, где от их замены на абсолютно симметричную керамку у схемы "сносит крышу". При этом "люминиевые электролиты" тоже не смогут их заменить из-за большого тока утечки, недолговечности и плохого ТКЕ.

Именно полярность и малый ток утечки позволяют блокировать возбуждение?

Насчет тока утечки - у хороших алюминиевых он иногда потрясающе мал. Для 35 мкФ на 250 В у меня недавно была верхняя оценка 20 нА, но могу специально зарядить и померять - думаю, будет еще на порядок меньше. А ведь это постоянные времени в несколько суток.

Лучшие мелкие конденсаторы в Союзе и производные от них:
- K53-4 (ниобиевые);
- К53-7 (танталовые), причем - неполярные.

В силу специфики работы с ПЛИС с большой емкостью вентилей, мне нужно делать DC/DC преобразователи 12 вольт -> 0,9...1,05 вольт на 25....35 Ампер.
в качестве контроллера для обеспечения точности регулирования, обеспечения заданного уровня пульсаций, и отсутствия отечественной альтернативы использую LTC3709 2-phase step-down.
для возможности проверить приведу некоторые данные.
рабочая частота 304 кГц, 2 фазы.
дроссели - два IHLP4040 по 0,36 uH
транзисторы - RJK0329 Renesas верхние
- RJK0305 Renesas нижние
для обеспечения уровня пульсаций менее 20 милливольт, а также максимального выброса напряжения не более 100 mV при броске тока в 15А для корректной работы ПЛИС требуется по моим расчетам обеспечить общее ESR конденсаторов на уровне 3 mOhm, или менее, и емкостью 1200 мкФ или чуть более,
я ставлю здесь четыре T520V337M004ATE009 Kemet + керамику 4х 10 uF 25V Murata. Со стороны источника.

сможете предложить какие-либо ваши варианты с алюминием и керамикой?
да вообще ничего.
не может быть у алюминия сколько-нибудь вменяемого ESR на частоте 300 кГц.

и я не верю в то, что алюминий сможет обеспечить пульсации менее 150 милливольт в данном применении.

У нас по емкостям бывают совсем другие задачи - типа источников токовых импульсов в сотни ампер. И там, вообще говоря, вряд ли есть альтернатива алюминиевым. Вллюще, правильным подходом было бы характеризовать конденсаторы не по абсолютному значению ESR, а по постоянной времени разряда - ESR*C.
А в Вашей задаче, вообще говоря, нужно бы просто применить двузвенный фильтр, а не обнозвенный.

фильтр? питания? в цифровой технике - это лишний/бесполезный прогрев воздуха.
бессмысленно, поскольку потребление самой м/сх разрядит второе звено вашего "фильтра" до неприемлемого уровня задолго до того, как энергия перейдёт из 1-го звена вашего "фильтра" во 2-е.

кстати, что касается аналоговой техники - а ну-ка вспомните DC/DC источники питания для GSM 2G 900/1800 сетей в мобильниках. высокочастотные ~1...2 МГц. специально, чтобы по габаритам не вылезать во что-то огромное и алюминиевое, и при этом не проседать на передаче, хотя полоса 2G GSM сигнала всето 300 кГц.

Меня волнует только одно качество ЭРЭ - долететь.

это вы про говно и долетание до вентилятора? =)))

Развязка самой микросхемы и шины - это разговор отдельный (а что, там действительно при токах порядка 5А длительность в несколько микросекунд?). Но Вы очень тщательно описали сам источник - соответственно и ответ. Кстати, если все стоит со стороны источника - как оно развяжет ПЛИС, которая отделена индуктивностью проводников.

Здесь да, конечно (хотя, не понял, при чем тут полоса самого сигнала).

а тут всё просто - дело в единицах измерения.
например, в пересчете на плотность эквивалентно изотропно излучаемой мощности.

Это вы о своем "говне"?
У нас - другие варианты, четкие.

Господа, не возбуждайтесь, пожалуйста иначе ветку ждет знатное будущее

Профессионалам и без этой темы понятно зачем служит каждый тип конденсаторов, и они прекрасно могут соблюдать рекомендации производителя.
Очевидно же: если рынок выпускает танталовые конденсаторы, то это не просто чья-то привычка.

Обратите внимание на посты ТС - по-моему они имеют явно негативный характер.
Возможно ТС следует перечитать правила этого форума, а форумчанам менее эмоционально реагировать на провокационные сообщения?

+1
Ваша правда.
Будет время - сделаю измерения по отечественным ниобиевым и танталовым конденсаторам в диапазоне до 25 MHz.

- Действительность на ПЛИСах никогда толком не известна.
Но с учётом расчётных токов в несколько десятков ампер (у мены до 30А получалось), такие "плюхи" не выглядят чем-то особо экзотичным.

- Свят, свят. Кто говорил, что "все стоит со стороны источника"?
Обвязка ПЛИС по питанию - это вообще отдельная история.
Так что, krux рассказал только о цветочках, имеющих непосредственное отношение к теме.

А вообще-то, тема ни о чём.

Для эксперимента, при столь малых напряжениях попробовать можно керамику GRM32EC80G227ME05L в корпусе 1210 с такими параметрами 220мкФ*4В(DC) 6мОм (100КГц) 1мОм(300КГц); Ток 7 А при нагреве + 30 град к окружающей среде.
или "АЛЮМИНИЕВЫЙ" полимерный ECASD90G337M008K00. Характеристики как у вашего тантала....
Уверен, результат вас удивит.

Как говорят "профессионалы" выше - тема ни о чем.
Я не согласен, потому что обсуждать как раз надо именно такие темы пограничные, на наших глазах меняется элементная база, в последние 15 лет появились полимерные "алюминиевые" электролитические конденсаторы с ЕСР и токами утечки как и у танталов. + керамика на 220 - 330 мкФ в корпусах 1210.
И вот тут нужно определять применимость этих решений. Про опыт применения современных связок "алюминиевых" конденсаторов + керамика в замену "тантала" я и спрашиваю. Я не профессионал и не так часто разрабатываю устройства, в которых бы применял тантал, в последнее время вообще от тантала отказался. Потому мне интересно мнение профессионалов, которые возможно уже обкатали разные решения и натыкались на грабли, а может все прошло блестяще и они также отказались от тантала.

Не именно, а в сочетании с ёмкостью танталового конденсатора. Это особенно заметно в обвязке малошумящих линейных стабилизаторов и схем шумоподавления. Несимметричный тантал проявляет себя как нелинейный элемент, в то время как керамика "звенит" от переходных процессов.

Пример такого поведения я наблюдал при отладке синтезатора с ФАПЧ, где средняя точка "виртуальной земли" ОУ петлевого фильтра формировалась резистивным делителем напряжения питания. Когда нижнее плечо шунтировалось керамикой, ОУ "перекашивало" по включению из-за переходных процессов в паразитных тиристорных структур во входных цепях ОУ. Как только заменил керамику 10 мкФ на аналогичный тантал - эффект исчез.

Здесь было бы интересно, как это решение поведёт себя не на +30^оС, а на и -40-60^оС. Я думаю, что просядет весьма серьёзно.
И ту ещё одни скрытые детские грабли - массовая подделка керамических конденсаторов, тогда как с танталовыми подделками вообще не сталкивался.

Ну Вы прям глаза открыли. "А пацаны-то и не знали" (с), что элементная база всё время меняется.
Тема ни о чём хотя бы потому, что и тантал нынче совсем не тот, и люминий люминию рознь.
Поставь вопрос по-другому, более конкретно что-ли, и было бы что обсуждать.




Честно говоря, не слишком понятно, как оно при переходных процессах на включении могло сыграть.

Не говоря уже о том, что с переходными процессами на включении в принципе бывает разбраться трудно.
Т.е., такой подход при решении подобных проблем м.б. чреват. Учесть разброс параметров, дрейф и т.п. крайне проблематично.
Тем более, в вашем случае очень сильно попахивает чувствительностью к ESR, проще и надёжней добавить к керамике последовательный резистор.




Дык, вроде как не более чем температурный уход ёмкости для конкретного типа.
Паразитная индуктивность сильно меняться не должна, да и потерям не с чего. Хотя, проверить этот момент стоит.

Большие ёмкости вполне доступны для X5R и X5S, а это 15 и 22% соответственно для -55...85Ц.
С X7R всё несколько хуже. Но производители исправляются потихоньку.
П.С. И да, предложенный iliusmaster-ом вариант X6S 20% –55 to 105°C тоже очень даже, всяко лучше "пятерок".

Да, Вы правы, полного понимания не было, как и во многих иных случаях:
- когда ставил параллельно керамике в питании ОУ большой тантал и убирал огромные шумы
- когда добавлял танталы в питание ГУНа и давил шумы синтезатора
- когда менял керамику на тантал в обвязке малошумящего LDO и снижал шумы.
- и т.д.
Тогда "больших и хороших" керамик не было, да и хорошие в моём случае - NP0 или лучше

А в общем с ТС я согласен. Сам от них постепенно избавляюсь в новых разработказ.
Но по-умному: чтобы можно было откатить обратно, к танталам. Практика - критерий истины

Ну даете. Первый же даташит вам скажет, что у них лучшее соотношение емкости к объему.
На GSM модемы и проч. пульсовые нагрузки в микродивайсах ставят исключительно танталы.

https://www.digikey.com/product-detail/en/p...56CT-ND/3837551

В миресвете ж вот какое чудо:
http://www.hitano.com.tw/productsInfo.aspx?id=12&key=1

В том, что практика - критерий истины, я тоже с Вами соглашусь.
100% гарантии даёт только Господь, а всё остальное - это только опыт разработчика.

Примеры ваши весьма убедительны.
Я так понимаю, они относятся к зачистке питания в широкой полосе.
Это реально интересно, есть над чем подумать при случае.

Ну а "тантал" - это один из огромного множества прочей дребедени, не более.
Я их в принципе недолюбливаю, особливо из-за гнусных дирэйтов, и стараюсь без нужды не ставить.
Но и решений, где они более чем уместны, тоже хватает. Ставили и будем ставить.
Перебирать все случаи особого смысла нет. Тем более, "тантал" - понятие сильно растяжимое.

А вот частные случаи из серии тонких материй, преимущественно связанных с шумами, действительно могут быть интересны.
Спасибо за хорошую подборку как раз такого типа. Ещё раз повторюсь, примеры весьма убедительны.

Статья про токи утечки, может, пригодится кому-нибудь.
http://www.tadiranbatteries.de/pdf/applica...-capacitors.pdf

Тема известная, но на деле всё заканчивается чем-то типа POSCAP.


Спасибо. Такие вещи всегда лучше держать под рукой. Далеко не факт, что сразу попадётся, если вдруг понадобится.

П.С. Таки тема слегка развернулась в нормальную практическую сторону. Что есть гуд.
Надеюсь, и далее пойдёт в том же духе.

П.С.П.С.
Кстати, а кто что думает о практически целесообразных дирейтах на все эти современные полимеры?
Я конечно понимаю, что 90% от номинального напряжения, указываемые производителями, это офигенный прогресс.
Но мы-то знаем, как оно было и есть со "стандартом"...

Ну вот на виртуальные К53-72 Элеконд говорит вообще до 85 градусов дерейт не нужен.
Что это - ответственный прогресс или некомпетентность?

Те же яйца только в профиль. Потребный дерейт как у классического "стандарта".
Элеконд приводит данные по наработке. На практике это превращается в 0.5 Vnom и менее.
По ряду причин я бы использовал не более 0.4 Vnom для исполнения в условном индастриал.

Но это всё скучно, к полимерам не имеет никакого отношения.

для к53-68

Дык, я в курсе. И тем не менее, для 0.4Unom причины имеются.

Проблема в том, что реалии могут выходить за рамки спецификаций довольно далеко.
Тому есть 100500 причин технического и организационного характера.

- Например, было бы интересно посмотреть, как снабженец/поставщик будет делать замену к53-68 от того же Кемета.
- О том, как обстоят дела на Элеконде с обеспечением качества, я сейчас даже интересоваться не буду.
В конечном счёте, проверять придётся на реальном железе. Практика всегда может внести в спеки "поправки". На случай сюрпризов 0.4Unom будет более чем уместен.
- Широкое применение танталов совсем не отменяет их дурную репутацию, особливо у разработчиков с большим стажем.
Так что, пляски с бубном вокруг их дерейтов появились не просто так. Танталы всегда требуют повышенного внимания, и иногда лучше перестараться.
Последняя крутая "пенка" с танталами была лет 5 назад. Совершенно зачётное изменение дерейтов, накрывшее уже давно производимые типы.
- И т.д., и т.п. Ну не люблю я танталы, в конце концов, и сильно их кормить просто не хочу. Религия не позволяет (шутка, если что).

Но вообще-то, изначальный вопрос был о "полимерах" с их 0.9Unom и о том, как эти 0.9 живут в реальной жизни.

Про малошумящие спасибо, интересно. Внцтреннее сопротивление конденсаторов мы тоже часто используем как элемент схемы (но только все равно не понял, в чем нелинейность - разве на рабочем напряжении у тантала оно существенно зависит от напряжения?).
Но все же непонятно - если работаем на положительном напряжении, полярность не сказывается.
С керамикой переходные процессы страшны её нелинейностью. У современных X7R на номинальном напряжении емкость часто пояти на порядок меньше. Это значит, что в LC-контуре макс. выброс не будет ограничен двойным питанием, а может превысить его в несколько раз.

Т.е. хорошие алюминиевые заменить плохими танталовыми? С чего вдруг? На материнских платах ставят на 2,5 В алюминиевые.

Потому, что "хорошие" алюминиевые дешевле "плохих" танталовых.
У нас же везде так: Что дешевле, то лучше, что дороже - полное оно

Программист недавно наковырял "хороших" алюминиевых из 5-летней видюхи,
измерил ёмкость на моём LCR-метре - все просели на 15-20% от номинала.
Это в НКУ, на частоте 100 Гц, без приложения импульсного сигнала.
Обычно новые звонятся на 15-20% в плюс. А что будет ещё через 5? А через 25?
И это только ёмкость, ESR не измеряли. На 300 кГц мой прибор не тянет, только до 200 кГц.
Он не знал, какие частоты они там гасят, иначе сильнее бы расстроился

да пожалуйста.
приведенная мной выше разработка живёт с 2009 года без каких-либо изменений. без жалоб со стороны эксплуатации по сей день.

когда ваши повсеместно высыхающие электролиты смогут продемонстрировать подобный уровень - вновь появится повод для поговорить.

О чём Вы? Коэффициенты деградации у SP-Cap и POSCAP одинаковые.

доверяй, но проверяй (с).

Времена меняются, но хотелось бы напомнить почему многим приходилось ставить танталы на лоудропах, особенно на аутдор девайсах (мороз алюминиевые до эпохи полимерных не держали - ESR возрастал до 50 и более Ом)

Это сейчас пошли эникапы.

Кстати да, тоже возникал вопрос кто применяет сейчас танталы. Сам использую керамику и электролиты. Периодически посматриваю на твердотельные, но пока обхожусь. Хотя и танталы есть твердотельные.

У нас какой-то опыт использования танталов не очень позитивный. Ставили их согласно рекомендациям производителей на напряжение с запасом 2 - 2,5 раза. Частоты до 300 кГц. Выход DC-DC понижаек. Всё работает прекрасно. Но на одном экземлпяре из 20, скажем, кондёры взрываются. Раньше такого небыло. Либо брак поставили, либо что-то в этой жизни мы не понимаем. Заменили на люминий. Вроде всё ок.

Танталы сильно не любят пусковые перегрузки. Точно не помню, то-ли dU/dt, то-ли dI/dt. Часто встречал рекомендации НЕ применять танталы на ВХОДе DC/DC преобразователей, именно из-за риска взрывов при включении. Но на выходе преобразователей обычно их рекомендуют. Так что странно, может быть у вас были преобразователи без "мягкого" старта. А может и брак.

з.ы. статья про применение танталовых конденсаторов