Keramische doppen versus elektrolytisch. Wat zijn de tastbare verschillen in gebruik?
Geplaatst op januari 13, 2021 door adminEen snelle google rond en het enige wat ik schijn te kunnen vinden zijn mensen die praten over de natuurkunde & de chemie van de condensatoren, maar niet hoe dit de keuze beïnvloedt.
Vermijd praten over het verschil in hun samenstelling en de grotere capaciteiten in elektrolytische kappen, wat zijn de belangrijkste gedachten die bepalen welk type condensator moet worden gebruikt voor een toepassing?
Waarom wordt er bijvoorbeeld voorgesteld om keramische doppen te gebruiken voor stroomontkoppeling per microprocessor & een grotere elektrolytische condensator per bord? waarom zou je elektrolytisch niet overal gebruiken?
Reacties
- Omdat hun fysica en chemie resulteren in een hogere ESR.
- @IgnacioVazquez -Abrams Dat is precies het soort ding waar ik meer informatie over wil, wat is ESR en hoe beïnvloedt het het laden / ontladen van de dop? EDIT: laat maar, het lijkt erop dat je me de naam ” ESR ” gaf, was genoeg om door te gaan. Ik zou zelf binnenkort een antwoord kunnen schrijven als niemand anders meer kennis dan ikzelf bereid is.
- Probeer deze link voor een overzicht: murata.com/en -eu / products / emiconfun / capacitor / 2013/02/14 / …
- Keramiek: betere hoogfrequente respons door lagere inductantie (voornamelijk ). Niet-polair (+/- revrsible). uF varieert met het voltage – mate neigt naar kwaliteit / materiaal. Lange levensduur – leeftijd niet overdreven temperatuur beïnvloed. Kan spanning genereren met mechanische impact. Kan overgaan en hoge spanningen veroorzaken op scherpe randen.Elektrolytica zijn meestal goedkoper bij hoge capaciteitswaarden. Gepolariseerd behalve speciale versies. Levensduur verdubbelt per 10 graden C daling van de bedrijfstemperatuur. Constructiemethode betekent hogere L dus slechte HF-respons.Meer … || Grote electro per sectie verwerkt langere langzamere stijgingen …
- … veranderingen. Kleine keramische doppen in de buurt van apparaten met lagere uF en zeer lage L en dus hoogfrequente resonantie en goede HF-filtering omzeilen inkomende en uitgaande piekenruis ….Onderzoek hierboven en vul uw antwoord in.NIET gebruiken zonder te controleren.
Antwoord
1. Condensatoren
Er zijn veel misvattingen over condensatoren, dus ik wilde kort verduidelijken wat capaciteit is en wat condensatoren doen.
Capaciteit meet hoeveel energie wordt opgeslagen in het elektrische veld gegenereerd tussen twee verschillende punten voor een bepaald potentiaalverschil. Dit is de reden waarom capaciteit vaak de “dubbele” van inductantie wordt genoemd. Inductantie is hoeveel energie een gegeven stroom zal opslaan in een magnetisch veld, en de capaciteit is hetzelfde, maar voor de energie die is opgeslagen in een elektrisch veld (door een potentiaalverschil in plaats van stroom).
Condensatoren sla geen elektrische lading op, wat de eerste grote misvatting is. Ze slaan energie op. Voor elke ladingsdrager die je op één plaat forceert, gaat een ladingsdrager op de tegenoverliggende plaat weg. De nettolading blijft hetzelfde (waarbij eventuele veel kleinere ongebalanceerde “statische” lading wordt verwaarloosd die zich zou kunnen opbouwen op asymmetrische blootliggende buitenplaten).
Condensatoren slaan energie op in het diëlektricum, NIET in de geleidende platen. Slechts twee dingen bepalen de effectiviteit van een condensator: de fysieke afmetingen (plaatoppervlak en afstand tussen de platen) en de diëlektrische constante van de isolatie tussen de platen. Meer oppervlak betekent een groter veld, dichtere platen betekenen een sterker veld (aangezien veldsterkte wordt gemeten in volt per meter, dus hetzelfde potentiaalverschil over een veel kleinere afstand levert een sterker elektrisch veld op).
De diëlektrische constante is hoe sterk een veld zal worden gegenereerd in een specifiek medium. basislijn “diëlektrische constante is \ $ \ varepsilon \ $ , met een genormaliseerde waarde van 1. Dit is de diëlektrische constante van een perfect vacuüm, of de veldsterkte die optreedt door ruimtetijd zelf. Materie heeft hier een zeer grote impact op en kan het genereren van veel sterkere velden ondersteunen. De beste materialen zijn materialen met veel elektrische dipolen die de sterkte van een veld dat in het materiaal wordt gegenereerd, vergroten.
Plaatoppervlak, diëlektrisch , en plaatscheiding. Dat is echt alles wat er is met condensatoren. Dus waarom zijn ze zo ingewikkeld en gevarieerd?
Ze zijn “niet. Behalve degene met veel meer dan duizenden pF aan capaciteit. Als je zulke belachelijke hoeveelheden capaciteit wilt die we tegenwoordig meestal als vanzelfsprekend beschouwen, zoals in miljoenen picofarads (microfarads ), en zelfs in de orde van grootte daarbuiten, zijn we overgeleverd aan de natuurkunde.
Net als elke goede ingenieur spelen we, ondanks de beperkingen die door de natuurwetten worden opgelegd, vals en omzeilen we die grenzen toch.Elektrolytische condensatoren en keramische condensatoren met een hoge capaciteit (0,1 µF tot 100 µF +) zijn de vuile trucs die we hebben gebruikt.
2. Elektrolytische condensatoren
Aluminium
Het eerste en belangrijkste onderscheid (waarnaar ze “vernoemd zijn) is dat elektrolytische condensatoren een elektrolyt gebruiken. De elektrolyt dient als de tweede plaat. vloeistof, dit betekent dat het direct tegen een diëlektricum kan komen te staan, zelfs een die ongelijk van vorm is. In aluminium elektrolytische condensatoren kunnen we profiteren van de oxidatie van het aluminiumoppervlak (het harde materiaal, soms opzettelijk poreus en met kleurstof geïmpregneerd voor kleuren , op geanodiseerd aluminium wat neerkomt op een isolerende saffiercoating) voor gebruik als het diëlektricum. Zonder een elektrolytische “plaat” zou de oneffenheid van het oppervlak echter voorkomen dat een stijve metalen plaat dichtbij genoeg komt om iets voordeel te behalen door aluminiumoxide te gebruiken.
Nog beter, door een vloeistof te gebruiken kan het oppervlak van aluminiumfolie worden opgeruwd, waardoor het effectieve oppervlak sterk toeneemt. Vervolgens wordt het geanodiseerd totdat zich een voldoende dikke laag aluminiumoxide op het oppervlak heeft gevormd. Een ruw oppervlak waarvan alles direct grenst aan de andere “plaat” – onze vloeibare elektrolyt.
Er zijn echter problemen. De meest bekende is polariteit. Anodisatie van aluminium, als je de gelijkenis ervan met het woord anode niet zou kunnen zien, is een polariteitafhankelijk proces. condensator moet altijd worden gebruikt in de polariteit die het aluminium anodiseert. Door de tegenovergestelde polariteit kan de elektrolyt het oxide aan het oppervlak vernietigen, waardoor je een kortgesloten condensator hebt. Sommige elektrolyten zullen deze laag toch langzaam wegvreten, dus veel aluminium elektrolytische condensatoren hebben een houdbaarheid. Ze zijn ontworpen om te worden gebruikt, en dat gebruik heeft het gunstige neveneffect van het behouden en zelfs herstellen van het oxide van het oppervlak. Als het oxide lang genoeg niet wordt gebruikt, kan het echter volledig worden vernietigd. Als u een oud stoffig condensator van onzekere toestand, is het het beste om ze te hervormen door een zeer lage stroom (honderden µA tot mA) toe te passen van een constante stroomvoeding, en de spanning langzaam te laten stijgen totdat deze de nominale spanning bereikt. hoge lekstroom (aanvankelijk) van dam veroudert de condensator en bouwt langzaam de oppervlakte-oxiden weer op totdat de lekkage hopelijk acceptabel is.
Het andere probleem is dat elektrolyten, vanwege chemie, iets ionisch zijn opgelost in een oplosmiddel. Niet-polymere aluminiumsoorten gebruiken water (met wat andere “geheime saus” -ingrediënten eraan toegevoegd). Wat doet water als er stroom doorheen stroomt? Het elektrolyseert! Geweldig als je zuurstof en waterstofgas wilde, verschrikkelijk als je dat niet deed. In batterijen kan gecontroleerd opladen dit gas opnieuw absorberen, maar condensatoren hebben geen elektrochemische reactie die omgekeerd is. Ze gebruiken de elektrolyt gewoon als een ding dat is geleidend. Dus wat er ook gebeurt, ze genereren minieme hoeveelheden waterstofgas (de zuurstof wordt gebruikt om de aluminiumoxidelaag op te bouwen), en hoewel het erg klein is, voorkomt het dat we deze condensatoren hermetisch afsluiten. Ze drogen dus uit.
De standaard gebruiksduur bij maximale temperatuur is 2.000 uur. Dat is niet erg lang. Ongeveer 83 dagen. Dit komt simpelweg doordat de hogere temperaturen ervoor zorgen dat het water sneller verdampt. Als je iets langer wilt laten meegaan, is het belangrijk om het zo koel mogelijk te houden en het hoogste niveau te halen. uithoudingsvermogenmodellen (ik heb er modellen van wel 15.000 uur gezien). Naarmate de elektrolyt uitdroogt, wordt deze minder geleidend, waardoor de ESR toeneemt, waardoor de warmte toeneemt, wat het probleem vergroot.
Tantaal
Tantaalcondensatoren zijn de andere variëteit van elektrolytische condensatoren . Deze gebruiken mangaandioxide als hun elektrolyt, dat vast is in zijn afgewerkte vorm. Tijdens de productie wordt mangaandioxide opgelost in een zuur en vervolgens elektrochemisch afgezet (vergelijkbaar met galvaniseren) op het oppervlak van tantaalpoeder dat vervolgens wordt gesinterd. De exacte details van het magische gedeelte waar ze een elektrische verbinding tot stand brengen tussen alle kleine stukjes tantaalpoeder en het diëlektricum zijn mij niet bekend (bewerkingen of opmerkingen worden gewaardeerd!) Maar het volstaat om te zeggen dat tantaalcondensatoren zijn gemaakt van tantaal vanwege een chemie die ons in staat stelt ze gemakkelijk uit een poeder te vervaardigen (groot oppervlak).
Dit geeft ze een geweldige volumetrische efficiëntie, maar tegen een prijs: het vrije tantaal en mangaandioxide kunnen een reactie ondergaan vergelijkbaar met thermiet, dat is aluminium en ijzeroxide. Alleen heeft de tantaalreactie veel lagere activeringstemperaturen – temperaturen die gemakkelijk en snel worden bereikt, zouden moeten tegengestelde polariteit of een overspanningsgebeurtenis prik een gat door het diëlektricum (tantaalpentoxide, net als aluminiumoxide) en maak een kortsluiting.Dit is de reden waarom je de spanning en stroom van tantaalcondensatoren met 50% of meer ziet verminderen. Voor degenen die zich niet bewust zijn van thermiet (dat een stuk heter is maar nog steeds niet verschilt van de reactie van tantaal en MnO 2 ), is er een hoop vuur en hitte. Het wordt gebruikt om spoorrails aan elkaar te lassen, en het doet deze taak in seconden.
Er zijn ook polymeer elektrolytische condensatoren, die gebruik maken van geleidend polymeer dat, in zijn monomere vorm, een vloeistof is, maar wanneer blootgesteld aan de juiste katalysator, zal polymerizeren tot een vast materiaal. Dit is net als superlijm, een vloeibaar monomeer dat vaste stof polymeriseert zodra het wordt blootgesteld aan vocht (hetzij in / op de oppervlakken waarop het wordt aangebracht, of vanuit de lucht zelf). Op deze manier kunnen polymeercondensatoren meestal een vaste elektrolyt zijn, wat resulteert in een verminderde ESR, een langere levensduur en in het algemeen een betere robuustheid. Ze hebben echter nog steeds een kleine hoeveelheid oplosmiddel in de polymeermatrix en deze moet geleidend zijn. Ze drogen dus nog steeds uit. Helaas geen gratis lunch.
Wat zijn nu de feitelijke elektrische eigenschappen van dit soort condensatoren? We noemden al polariteit, maar de andere is hun ESR en ESL. Elektrolytische condensatoren, omdat ze zijn geconstrueerd als een zeer lange plaat die in een spoel is gewikkeld, hebben een relatief hoge ESL (equivalente serie-inductantie). Zo hoog zelfs dat ze totaal ineffectief zijn als condensatoren boven 100 kHz, of 150 kHz voor polymeertypes. Boven deze frequentie zijn het in feite gewoon weerstanden die DC blokkeren. Ze doen niets aan uw spanningsrimpel, en zullen in plaats daarvan de rimpel gelijk maken aan de rimpelstroom vermenigvuldigd met de ESR van de condensator, wat de rimpel nog erger kan maken. Dit betekent natuurlijk dat elke vorm van hoogfrequent geluid of piek gewoon door een aluminium elektrolytische condensator heen schiet alsof het er niet eens was.
Tantaal is niet zo slecht, maar ze verliezen nog steeds hun effectiviteit met gemiddelde frequenties (de beste en kleinste kunnen bijna 1 MHz bereiken, de meeste verliezen hun capacitieve karakteristiek rond 300–600 kHz).
Al met al zijn elektrolytische condensatoren geweldig voor het opslaan van een ton energie in een kleine ruimte , maar zijn eigenlijk alleen nuttig voor het omgaan met ruis of rimpel onder 100 kHz. Als dat niet het geval was, zou er weinig reden zijn om iets anders te gebruiken.
3. Keramische condensatoren
Keramische condensatoren gebruiken een keramiek als hun diëlektricum, met metallisatie aan beide zijden als de platen. Ik ga niet in op Klasse 1 (lage capaciteit) typen, maar alleen klasse II.
Klasse II condensatoren spelen vals met de ferro-elektrisch effect. Dit lijkt sterk op ferromagnetisme, alleen met elektrische velden. Een ferroelec tric materiaal heeft een ton elektrische dipolen die tot op zekere hoogte kunnen worden georiënteerd in de aanwezigheid van een extern elektrisch veld. Dus de toepassing van een elektrisch veld zal de dipolen op één lijn brengen, wat energie vereist, en ervoor zorgt dat uiteindelijk een enorme hoeveelheid energie wordt opgeslagen in het elektrische veld. Weet je nog hoe een vacuüm de basislijn van 1 was? Het ferro-elektrische keramiek dat in moderne MLCCs wordt gebruikt, heeft een diëlektrische constante in de orde van grootte van 7.000.
Helaas begint het, net als ferromagnetische materialen, als een sterker en sterker veld een materiaal magnetiseert (of polariseert in ons geval). bijna geen dipolen meer om te polariseren. Het verzadigt. Dit vertaalt zich uiteindelijk in de vervelende eigenschap van keramische condensatoren van het type X5R / X7R / etc: hun capaciteit daalt met voorspanning. Hoe hoger de spanning over hun aansluitingen, hoe lager hun effectieve capaciteit. De hoeveelheid opgeslagen energie neemt nog steeds altijd toe met de spanning, maar het is lang niet zo goed als je zou verwachten op basis van zijn onbevooroordeelde capaciteit.
De nominale spanning van een keramische condensator heeft hier weinig invloed op. In feite is de werkelijke weerstandsspanning van de meeste keramiek veel hoger, 75 of 100V voor de lagere spanningen. In feite zijn veel keramische condensatoren waarvan ik vermoed dat ze exact hetzelfde onderdeel zijn, maar met verschillende onderdeelnummers, waarbij dezelfde 4.7 µF condensator wordt verkocht als zowel een 35V als een 50V condensator onder verschillende labels. De grafiek van de capaciteit versus voorspanning van sommige MLCCs is identiek, met uitzondering van de lagere spanning waarvan de grafiek wordt afgekapt bij de nominale spanning. Zeker achterdochtig, maar ik zou het mis kunnen hebben.
Hoe dan ook, hoger kopen nominaal keramiek zal niets doen om deze spanningsgerelateerde capaciteitsafname tegen te gaan, de enige factor die uiteindelijk een rol speelt is het fysieke volume van het diëlektricum. Meer materiaal betekent meer dipolen. Dus fysiek grotere condensatoren zullen meer van hun capaciteit onder spanning houden.
Dit is ook geen triviaal effect. Een 1210 10 µF 50V keramische condensator, een echt beest van een condensator, zal 80% van zijn capaciteit verliezen met 50V. Sommige zijn iets beter, sommige zijn iets slechter, maar 80% is een redelijk cijfer. Het beste dat ik heb gezien was een 1210 (inch) capaciteit van ongeveer 3 µF tegen de tijd dat hij 60 V bereikte, in ieder geval in een 1210-pakket.Een keramiek van 50 V met een afmeting van 10 µF 1206 (inch) zal het geluk hebben 50 V 500 nF over te houden.
Keramiek van klasse II is ook piëzo-elektrisch en pyro-elektrisch, hoewel dit niet echt invloed heeft op hen elektrisch. Het is bekend dat ze trillen of zingen als gevolg van rimpel, en kunnen als microfoons fungeren. U kunt ze waarschijnlijk het beste niet gebruiken als koppelcondensatoren in audiocircuits.
Anders heeft keramiek de laagste ESL en ESR van alle condensatoren. Ze zijn de meest “condensator-achtige” van het stel. Hun ESL is zo laag dat de primaire bron de hoogte is van de eindafsluitingen op het pakket zelf Ja, die hoogte van een 0805-keramiek is de belangrijkste bron van zijn 3 nH ESL. Ze gedragen zich nog steeds als condensatoren in de vele MHz, of zelfs hoger voor gespecialiseerde RF-typen. Ze kunnen ook veel ruis ontkoppelen en zeer snelle dingen ontkoppelen, zoals digitale circuits, dingen waarvoor elektrolytica nutteloos zijn.
Concluderend, elektrolytica zijn:
- veel bulk capaciteit in een klein pakketje
- op elke andere manier verschrikkelijk
Ze zijn traag, ze verslijten, ze vatten in brand, ze worden kortsluiting als je ze polariseert fout. Volgens elk criterium worden condensatoren gemeten, behalve de capaciteit zelf, elektrolytica zijn absoluut verschrikkelijk. Je gebruikt ze omdat het moet, nooit omdat je het wilt.
Keramiek is:
- Instabiel en verliest veel van hun capaciteit onder spanningsafwijking
- Kan trillen of fungeren als microfoons. Of nanoactuatoren!
- Zijn verder geweldig.
Keramische condensatoren zijn wat je wilt gebruiken, maar kunnen dat niet altijd. Ze gedragen zich eigenlijk als condensatoren en zelfs hoge frequenties, maar kunnen niet overeenkomen met de volumetrische efficiëntie van elektrolytica, en alleen Klasse 1-typen (die zeer kleine hoeveelheden capaciteit hebben) zullen een stabiele capaciteit hebben. Ze variëren nogal met temperatuur en spanning. Oh, ze kunnen ook barsten en zijn niet zo mechanisch robuust.
Oh, nog een laatste opmerking, je kunt elektrolytica prima gebruiken in AC / niet-gepolariseerde toepassingen, met al hun andere problemen natuurlijk nog steeds. . Verbind gewoon een paar normaal gepolariseerde elektrolytische condensatoren, met dezelfde polariteitsklemmen aan elkaar, en nu zijn de tegenovergestelde polariteitseinden de klemmen van een gloednieuw, niet-polair elektrolytisch apparaat. Zolang hun capaciteitswaarden redelijk goed op elkaar zijn afgestemd en er een beperkte hoeveelheid steady-state DC-bias is, lijken de condensatoren in gebruik te blijven.
Opmerkingen
- Tantalums worden niet verlaagd omdat ” ze ‘ lijken op thermiet “, ze ‘ herschreven omdat ze ‘ re, ahem, onzin. De nominale spanning is een ha-ha-waarde die uw levensduur ernstig zal beperken en u ‘ kijkt naar een reductie van 40% om de geadverteerde levensduur te krijgen. Ik zou niet ‘ geleidend polymeer (POSCON et al.) Samenvoegen met Al-elektrolytica, aangezien deze zowel veel betere eigenschappen als een veel beter prijskaartje hebben. IPC heeft een norm voor vermogenselektronica-deratingwaarden, zodat u ‘ niet hoeft te gissen.
- @metacollin I ‘ Ik geef je een verbetering van je antwoord omdat je daar echt veel goede informatie hebt geplaatst, MAAR je hebt in feite de OP-vraag beantwoord door ook veel niet-gestelde vragen te beantwoorden. Soms is het goed om echt specifiek te zijn voor de vraag.
- @crowie In dit geval denk ik dat het ‘ goed is dat we veel canonieke antwoorden hebben die de ‘ hoe een condensator te kiezen ‘. Er zullen genoeg mensen zijn die op zoek zijn naar informatie zoals deze en het geeft echt antwoord op de vraag.
- @Mast echter dat stukje over keramiek met verschillende spanningstoleranties die gewoon anders verpakt zijn, is zeer twijfelachtig. Natuurlijk zie je misschien geen problemen met hobbyistische projecten, maar geef je een middelgrote printplaat met tweehonderd BOM-regels of zo met een paar duizend PA-eenheden en je ‘ zult blut zijn en huilen als zodra die dingen RMAs beginnen te regenen.
-
The dielectric constant is how strong a field will be generated in a specific medium. The lowest and 'baseline' dielectric constant is ε0, with a normalized value of 1.
Is het echt? Dit is de eerste keer dat ik ‘ daarvan heb gehoord. Gewoonlijk heb ik ‘ de formule gezien van ε = ε0 * εr, waarbij εr wordt genormaliseerd op 1 voor vacuüm en de constante ε0 ongeveer 8,85e-12 F / m is.
Antwoord
Waarom zie ik het bijvoorbeeld voorgesteld om keramische doppen gebruiken voor stroomontkoppeling per microprocessor & een grotere elektrolytische condensator per bord? waarom niet overal elektrolytisch gebruiken?
De drie hoofdtypen hebben verschillende kenmerken – ik stel voor dat je er wat onderzoek naar doet, maar de belangrijkste dingen om naar te zoeken zijn
-
zelfresonerende frequentie ( veroorzaakt door de effectieve serie-inductie). Eenvoudig voorbeeld hieronder weergegeven: –
-
diëlektrische verliezen (meestal bij hoge frequenties): –
- effectieve serieweerstand (meer verliezen)
- verandering in capaciteit met toegepaste spanning (niet geschikt voor filters): –
- verandering in capaciteit met temperatuur (ook niet goed voor filters): –
- aanvankelijke tolerantieverwachtingen
- rimpelstroom (belangrijk voor voedingen vanwege hoge piekbehoeften): –
- Mogelijkheid om kortsluiting te voorkomen (X- en Y-condensatoren)
- Lage microfonie (belangrijk in gevoelige audiotoepassingen). Hier “iemand die er verstand van heeft: –
- Basale elektrolytische kappen zijn gepolariseerd, daarom zijn AC-toepassingen beperkt. Hier is het equivalente circuit: –
Ik weet zeker dat er nog een paar andere dingen zijn, maar deze zullen duidelijk worden tijdens je onderzoek .
Reacties
- Wauw … voor een simpele vraag ,, Dit bericht is misschien gedetailleerd en ik denk dat het een goed antwoord is .. MAAR nee betekent dat ik de tijd heb om dit te lezen .. Er zouden bovenaan een punt versus punt samenvattingen moeten staan voordat het allemaal hieronder wordt opgesplitst.
- @Mayhem Aha, dus je krijgt je eigen terug met mijn commentaar op je vraag LOL.
- huh … krijg mijn eigen rug .. Ik zei net dat het een te lange post is .. Zoals ik al zei, het is een goed antwoord, maar moet worden georganiseerd .. ik heb je nooit gevraagd een vraag, kwam net acros is van jou in een willekeurige Google-zoekopdracht.
- ” Zingende condensatoren ” zijn een probleem voor vermogenselektronica, niet alleen ” gevoelige audio ” applicaties. Omdat ik slechthorend ben, kan ik het niet horen, maar de andere jongens in het laboratorium bleven klagen over het gejank dat mijn LED-driver maakte met een vermogen van 130W. Er was geen probleem met de stabiliteit / beltoon. In dit geval was de oplossing om een ” springplank ” te maken door sleuven rond het grote keramiek te snijden zodat de trillingen worden gedempt.
Antwoord
Het voor de hand liggende verschil is dat elektrolytica veel groter zijn dan keramiek. 1 mm bij 0,5 mm keramiek is een veel voorkomende tuinvariëteit, uw elektrolytische blikken zijn veel groter.
Zoals anderen al hebben opgemerkt, doen elektrolytica het niet zo goed bij hoge frequenties, dus ze zijn niet geschikt om hoge frequenties te omzeilen, ze kunnen de 1MHz-chip niet bijhouden, laat staan 125 MHz gigabit ethernet PHY.
Een ander twistpunt is de ESR. In energietoepassingen heeft dit de neiging om zich direct te vertalen in afvalwarmte in schakelknooppunten, dus een elektrolytische stof heeft de neiging om te worden gekozen door de rimpelstroom in plaats van de capaciteit.
Elektrolytisch is ook behoorlijk vreselijk wat betreft temperatuurstabiliteit enz. dus je capaciteit kan behoorlijk variëren.
Keramiek heeft veel vooruitgang geboekt, toen ik begon met 100nF keramiek was “grote capaciteit”. Nu kunt u goedkoop keramiek van 10uF kopen. Het addertje onder het gras hier dat niet voor de hand ligt, is dat “groot” keramiek met X7R-diëlektricum (of erger) capaciteit verliest naarmate ze meer spanning krijgen. Je keramiek van 10uF 80V is mogelijk slechts 1uF bij 63V.
spanningstolerantie is ook geen richtlijn, ga over met één volt en je begint storingen te krijgen. Niet dat je ooit passieve componenten zou moeten gebruiken zonder derating.
Dus vandaar dat de grote elektrolytische bus een grote “emmer met elektronen” levert gelijke tred houden met laagfrequente stroompieken op circuits Het kleinere keramiek neemt de middenfrequenties op tot ongeveer 50 MHz, tenzij je heel voorzichtig bent met plaatsing, routing en part-selectie. Voor echte hoge frequenties wilt u strak gekoppelde stroomvlakken.
Een ander probleem met het keramiek is de impedantie over frequentie, grote capaciteit doet het niet zo goed met hoge frequenties en vice versa. Dit heeft te maken met capaciteiten en inductanties als gevolg van fysiek pakket.
Antwoord
Eigenschappen van elektrolytische condensatoren
- Effectief bij lage frequentie
- Grote capaciteit
- Lage kosten
- Grote ESR
- Grote ESL
Eigenschappen van keramische condensatoren
- Effectief bij hoge frequentie
- De effectieve capaciteit neemt af met voorspanning
- Duurder dan elektrolytische condensator
- Lage ESR
- Lage ESL
- Beperkte condensatorafmeting
Antwoord
Er zijn veel factoren die van invloed zijn op de beslissing welk type condensator in een bepaald geval moet worden gebruikt. Hier zijn er een paar:
-
Kosten zijn een factor. Een bepaalde toepassing vereist een bepaalde set specificaties, zoals capaciteit en kosten, die de beslissing zullen sturen.
-
Prestatie-eisen. Het zal gewenst zijn om bepaalde doelen te bereiken, zoals tijdelijke respons. Als een specificatie zoals de ESR (effectieve serieweerstand) te hoog is, biedt de condensator mogelijk niet de noodzakelijke stroomvereisten.
-
Grootte en montage. De methode van bevestiging aan het circuit zal ook de selectie begeleiden. Een kleine SMT kan veel gemakkelijker tegen de pinnen van een IC worden geklemd, terwijl een type met lood kan robuuster zijn.
Antwoord
Tastbare verschillen kunnen zijn:
-
Keramische condensatoren hebben een lagere ESR en bieden daardoor lagere lekstromen dan de elektrolytische condensatoren. tip: probeer keramische condensatoren te gebruiken voor uw ontwerpen op batterijen.
-
Lowe ESR betekent ook dat keramische condensatoren een betere transiëntenrespons hebben, zodat ze stroom (gemakkelijker) kunnen leveren tijdens een van voorbijgaande aard.
-
Elektrolytische condensatoren bieden geen goede temperatuurstabiliteit, dus hun capaciteit kan 20% of 30% van de oorspronkelijke waarde veranderen.
-
Prijs: Als je grote capaciteitswaarden nodig hebt (laten we zeggen> 100uF), dan zul je zien dat de keramische condensatoren erg duur zijn in vergelijking met de elektrolytische condensatoren.
Geef een reactie