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2016年5月9日

/なぜ(ない)タンタル・コンデンサを使用する際に、回路海はあなたを教えてください。 長所、短所、代替案

タンタル・コンデンサ用の画像結果

とき/なぜ(ない)タンタル・コンデンサを使用します。 長所、短所、代替案

数週間前、私はFEDEVELアカデミーからアルティウムSMPSデザインコースを働いたその小さなプロジェクトでは、未解決の質問を私に残しました。 どういうわけか、私は本当に理由を知ったことがない、タンタルコンデンサを回避すべきであることを過去数年間にアイデアを得ました。 しかし〜330mOhm ESRで6.3uF、4Vコンデンサを見つけるために、あなたがタンタルは基本的に唯一の選択肢であることがわかりますしてみてください。 だから私は、メインの質問がされた状態でタンタルキャップについての議論を開始したいと思いました:

- いつ、なぜタンタルコンデンサを使用するには?
- なぜ、タンタルコンデンサを使用しないように?
- 長所と短所を持つタンタルコンデンサの代替。

私はすでにいくつかの簡単な研究を行なったし、ここで私はこれまでに発見した内容の要約です

なぜ、いつタンタルコンデンサを使用するには?
タンタルは、「大」の容量を持つ小型のコンデンサを作成するために使用されます。 他の材料に比べて酸化物層は非常に薄くすることができます。 PCBスペースが限られているすべてのアプリケーション(例えば携帯電話)のためのように、彼らはセラミックはもうそれをカットしないコンデンサのタイプに行くことです。

また、タンタルコンデンサは非常に小さいESRを使用して作成することができます。 これは、彼らがバルク・コンデンサとして電源を交換(ローカル)で多く使用されている理由です。 セラミックスは、さらに低いESRを持っていますが、電源レギュレータにループ安定性のために低すぎるかもしれません。

なぜタンタル・コンデンサを使用しないように?
私が見つけることができるものから、これらは、デザインのタンタルコンデンサを回避するための主な理由は以下のとおりです。

金融:
タンタル・コンデンサは、需要と供給がバランスしている場合でも、比較的高価です。 長すぎない前に価格が原因原材料不足に高い空を​​行ってきました。

信頼性:
自発的に燃焼タンタルコンデンサの多数の報告があります。 私はさらに、このに読んでいないが、私はいくつかのフォーラムのメンバーは、この上で手の込んだことができますそれを取ります。

教訓:
主要なタンタル鉱石(コロンバイトタンタ/コルタン)のいくつかの鉱山は、紛争地帯に位置している(コンゴ民主共和国など)ので、1はタンタルが紛争鉱物であると主張することができるからです。 私はわからないものの、主要な鉱山があまりにも世界各地であるとして、まだ今日を数えるどの程度まで。
タンタルは、重金属や環境のためではない本当によく、このような毒性との通りです。 でも、私は「グリーン」タンタル技術を議論AVXの論文を見つけました。

タンタルコンデンサや長所と短所の代替?
ニオブキャップ
別に言及されているから、私は離れてニオブが安くキャップ作るべき利用できる多くのニオブ鉱石があることから、まだ有用な情報を見つけることができませんでした。 一方コルタンもので、多分、競合の引数はここでも適用できるマイニングニオブのために使用されていますか?

(ウェット)アルミニウム電解キャップ(エルコ)
特定の低ESR Elcosを使用することができます。 値が大きいほど、大きなリップル電流定格は、より大きな電圧定格は、いくつかの利点があります。 私は消費者のギアの外SMT Elcosをたくさん見ていないことに気づいたことを認めなければならないのに。 私は何か見落としてますか?

ポリマー(固体)アルミニウムキャップ
SMPSでインまたは出力のバイパスキャップとして使用されます。 小さな電圧定格でのみ利用可能値が大きいほど。 私は、これらはしかしディレーティングする必要がありますどのくらいのことで分かりません。 あなたはキャップのこの種についての詳細を知っている場合にチューンしてください。

Monolyticセラミックキャップ
大きな電圧定格、小さなディレーティング、および高いリップル電流定格は、タンタルキャップに比べてその利点の一つです。 ESRははるかに低いため、小さな外部抵抗は、SMPS設計でループの安定性のために必要とされてもよいです。

情報源
ここで私が見つけた情報の一部です。 そこに発見されるたくさんある、とあなたがあまりにも欲しい情報を得るためにふるいにかける必要があるだろう。 私は、我々の業界で数年は多くの変更を意味するので利用できる、出版年が含まれています。

 

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1980のテストギアの無限のビットiが1990かけた修復されたテストギアの最後のビットと、電源レールまたはより悪いがショートタンタルに屈しどこ短絡タンタルの、 - それについて私の意見は30のからの強い汚名がまだあるあります彼らは低い一部の値が十分にそのセラミックが使用されている可能性がどこデカップリングのためにそれらを使用しました。 (それはおそらく次々に吹いが生じ、負荷の大きすぎる運転していた場合には、負のリーディングエッジを与えるだろう、現在の限られたスイッチモードでした。)

その場合には、ほとんどすべて、その作業は喜んで、独自のセラミック、(高速ロジック)と並列に電解またはプレーンセラミックに置き換え、そして私が行って、ボードの過渡応答をテストしていないのにどこ。

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Tantalamsは素晴らしいです。 我々は30年以上にわたり当社の製品でそれらを使用しており、現在までに極端な障害がそれ以外のユニットに起こっなく、1つのフィールドに失敗したことがありません。 はい、そのAは昔から汚名を残さ。 人々は偶然の低インピーダンス回路で後方それらをインストールするだろうというとき、彼らは小さな火球と爆発します。 彼らは実際には大きな電気マッチを行います。 適切に設計するとき私はまた、1つの漏れを見たことがありません。 あなたがたは、私たちのボードのひとつひとつの1に6について使用し、最後の1500年のほとんどのためにそれらの年を3000する30から販売しています。 コストの問題のためにしかし、我々は35ボルトと10 uFの下のアプリケーションにそれらの私達の使用を制限します。 その上でそれらの属性は、とにかく収穫逓減の法則です。

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タンタルは基本的にオフに行くのを待って爆弾です。 酸化剤+燃料。 あなたはそれらに流れる電流の速度を制御する必要があるだろうか、彼らが発火することがあります。 リバースマウントはまた、トラブルを求めています。 彼らはボードを通じて権利を燃やすか、あなたの顔に爆発する(両方が私に起こった、それは私のせいではなかったです)。 それに加えて原料は性質が保存される場所で発見されました。

今日では、実際にタンタルキャップを使用する理由はありません。

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すべての電解コンデンサは、誘電体層を修復、自己形成と自己を持っています。

あまりにも多くの電流が局部加熱がより多くのダメージを修復しない原因になります誘電体に障害を通って流れるように許可されている場合、タンタルとの問題があります。 損傷が熱暴走し、迅速な致命的な障害を引き起こす可能性があります。

そのため、あなたがしなければならない場合は、実質的にその電圧を過小評価するために、現在と賢明なの多くを供給することができ、低インピーダンス回路でタンタルを使用するのは賢明ではありません。 一部のメーカーは、彼らの低ESRはかなり無意味になり電流を制限するために直列抵抗を追加することをお勧めします。

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あなたが小さな超必要な場所タンタルは本当にのみ使用され、および電圧定格は決して超過され、どこにどんなに簡単に、彼らに逆電圧を印加したことがないものです。 あなたはそれらに入れて電力を制限する必要がありますが、あなたは十分な電圧をディレーティングた場合、彼らは非常に高い電流容量を持っています。

私は、コンデンサを必要とし、これが手にだけだったように私は、1000uF 16V湿ったスラグタンタルユニットで一度自分のPCの電源に10uF 25Vの電解を置き換えます。 キャップ内の電流が大きかったにもかかわらず、その後数年のためによく働きました。 リップルは、元の容量が持っていたものよりも低かったです。 これは、元のは、それがトップだポップ5Vレール上のLC出力フィルタでした。

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