Korki ceramiczne vs elektrolityczne. Jakie są namacalne różnice w użytkowaniu?
On 13 stycznia, 2021 by adminSzybkie wyszukiwanie w internecie i wydaje mi się, że znajduję tylko ludzi rozmawiających o fizyce & chemii kondensatorów, ale nie jak wpływa to na wybór tego, którego użyć.
Unikając mówienia o różnicy w ich składzie i większych pojemnościach znajdujących się w kapslach elektrolitycznych, jakie są główne przemyślenia, które kierują, jakiego typu kondensatora użyć w danej aplikacji?
Na przykład, dlaczego uważam, że sugeruje się użycie ceramicznych nakładek do oddzielania mocy na mikroprocesor & większy kondensator elektrolityczny na płytkę? dlaczego nie używać elektrolitów dookoła?
Komentarze
- Ponieważ ich fizyka i chemia skutkują wyższą ESR.
- @IgnacioVazquez -Abrams To jest dokładnie to, o czym chcę więcej informacji, czym jest ESR i jak wpływa na ładowanie / rozładowanie nasadki? EDYCJA: nieważne, wydaje się, że wystarczyło podać mi nazwę ” ESR „, aby kontynuować. Mogę wkrótce napisać odpowiedź, jeśli nikt inny nie będzie chętny do tego, aby mieć większą wiedzę niż ja.
- Wypróbuj ten link, aby uzyskać ogólne informacje: murata.com/en -eu / products / emiconfun / capacitor / 2013/02/14 / …
- Ceramika: Lepsze pasmo przenoszenia dzięki niższej indukcyjności (głównie ). Niepolarne (+/- odwracalne). uF zmienia się w zależności od napięcia – stopień zależy od gatunku / materiału. Długa żywotność – wiek nie wpływa nadmiernie na temperaturę. Może generować napięcie przy uderzeniach mechanicznych. Może dzwonić i powodować wysokie napięcie na ostrych krawędziach. || Elektrolityki zwykle obniżają koszt przy dużych wartościach pojemności. Spolaryzowane z wyjątkiem wersji specjalnych. Żywotność podwaja się przy spadku temperatury roboczej o 10 stopni Celsjusza. Metoda konstrukcji oznacza wyższe L, a więc złą odpowiedź HF. || Więcej … || Lrge electro na sekcję obsługuje dłuższe, wolniejsze wznoszenie …
- … zmiany. Małe czapki ceramiczne w pobliżu urządzeń o niższym uF i bardzo niskim L, a więc rezonansie wysokiej częstotliwości i dobrym filtrowaniu HF omijają przychodzące i wychodzące skoki szumów …. || Zajrzyj powyżej i wpisz swoją odpowiedź. :-). NIE używaj bez zaznaczenia.
Odpowiedź
1. Kondensatory
Istnieje wiele błędnych przekonań na temat kondensatorów, więc chciałem pokrótce wyjaśnić, czym jest pojemność i co robią kondensatory.
Pojemność mierzy, ile energii zostanie zmagazynowane w polu elektrycznym generowane między dwoma różnymi punktami dla danej różnicy potencjału. Dlatego pojemność jest często nazywana „podwójną” indukcyjności. Indukcyjność to ilość energii, jaką dany przepływ prądu zmagazynuje w polu magnetycznym, a pojemność jest taka sama, ale w przypadku energii zmagazynowanej w polu elektrycznym (na podstawie różnicy potencjałów, a nie prądu).
Kondensatory nie przechowuj ładunku elektrycznego, co jest pierwszym dużym nieporozumieniem. Magazynują energię. Dla każdego nośnika ładunku, który wymuszasz na jednej płycie, pozostawia nośnik ładunku na przeciwległej płycie. Ładunek netto pozostaje taki sam (pomijając każdy możliwy znacznie mniejszy niezrównoważony ładunek „statyczny”, który mógłby gromadzić się na asymetrycznych odsłoniętych płytkach zewnętrznych).
Kondensatory magazynują energię w dielektryku, a NIE w płytkach przewodzących. O skuteczności kondensatora decydują tylko dwie rzeczy: jego wymiary fizyczne (powierzchnia płyty i odległość, która je dzieli) oraz stała dielektryczna izolacji między płytami. Większy obszar oznacza większe pole, bliższe płytki oznaczają silniejsze pole (ponieważ natężenie pola jest mierzona w woltach na metr, więc ta sama różnica potencjałów na znacznie mniejszej odległości daje silniejsze pole elektryczne).
Stała dielektryczna określa, jak silne pole zostanie wygenerowane w określonym ośrodku. linia bazowa „stała dielektryczna to \ $ \ varepsilon \ $ , ze znormalizowaną wartością 1. Jest to stała dielektryczna doskonałej próżni lub natężenie pola, które występuje poprzez sama czasoprzestrzeń. Materia ma na to bardzo duży wpływ i może wspierać generowanie znacznie silniejszych pól. Najlepsze materiały to materiały z dużą ilością dipoli elektrycznych, które zwiększą siłę pola wytwarzanego w materiale.
Powierzchnia płyty, dielektryk i separacja płyt. To naprawdę wszystko, co można zrobić z kondensatorami. Dlaczego więc są tak skomplikowane i zróżnicowane?
Nie są. Z wyjątkiem tych, które mają znacznie więcej niż tysiące pF pojemności. Jeśli chcesz mieć tak absurdalne ilości pojemności, jakie obecnie uważamy za oczywiste, takie jak w milionach pikofaradów (mikrofaradów ), a nawet o rząd wielkości dalej, jesteśmy zdani na łaskę fizyki.
Jak każdy dobry inżynier, w obliczu ograniczeń narzuconych przez prawa natury, i tak oszukujemy i omijamy te ograniczenia.Kondensatory elektrolityczne i kondensatory ceramiczne o wysokiej pojemności (od 0,1 µF do 100 µF +) to brudne sztuczki, których użyliśmy.
2. Kondensatory elektrolityczne
Aluminium
Pierwszym i najważniejszym rozróżnieniem (od którego pochodzi ich nowa nazwa) jest to, że kondensatory elektrolityczne wykorzystują elektrolit. Elektrolit służy jako druga płyta. ciecz, co oznacza, że może znajdować się bezpośrednio na dielektryku, nawet o nierównomiernym kształcie. W aluminiowych kondensatorach elektrolitycznych pozwala nam to wykorzystać utlenianie powierzchni aluminium (twarde materiały, czasami celowo porowate i impregnowane barwnikiem , na anodyzowanym aluminium, które tworzy izolacyjną powłokę Sapphire) do stosowania jako dielektryk. Jednak bez elektrolitycznej „płytki” nierówności powierzchni zapobiegałyby zbliżeniu się sztywnej metalowej płyty na tyle blisko, aby uzyskać jakąkolwiek korzyść z zastosowania tlenku glinu w pierwszej kolejności.
Jeszcze lepiej, używając płynu powierzchnia folii aluminiowej może być szorstka, co powoduje duży wzrost efektywnej powierzchni. Następnie jest anodowany, aż na jego powierzchni utworzy się wystarczająco gruba warstwa tlenku glinu. Chropowata powierzchnia, z której wszystko będzie bezpośrednio przylegać do drugiej „płytki” – naszego ciekłego elektrolitu.
Są jednak problemy. Najbardziej znanym z nich jest biegunowość. Anodowanie aluminium, jeśli nie można było stwierdzić podobieństwa do słowa anoda , jest procesem zależnym od biegunowości. kondensator musi być zawsze używany z polaryzacją, która anodyzuje aluminium. Odwrotna polaryzacja pozwoli elektrolitowi zniszczyć tlenek powierzchniowy, co pozostawia zwarty kondensator. Niektóre elektrolity i tak powoli zjadają tę warstwę, tak wiele aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych ma okres przydatności do spożycia. Są przeznaczone do użycia, a to zastosowanie ma korzystny efekt uboczny w postaci utrzymania, a nawet przywrócenia powierzchni tlenku. Jednak przy wystarczająco długim okresie nieużywania tlenek może zostać całkowicie zniszczony. Jeśli musisz użyć starego, zakurzonego kondensatorów o niepewnym stanie, najlepiej je „zreformować”, przykładając bardzo mały prąd (setki µA do mA) ze źródła prądu stałego i pozwól, aby napięcie rosło powoli, aż osiągnie napięcie znamionowe. Zapobiega to bardzo wysoki prąd upływu (początkowo) z tamy starzenie kondensatora i powoli odbudowuje tlenki powierzchniowe, aż wyciek osiągnie, miejmy nadzieję, akceptowalny poziom.
Innym problemem jest to, że z powodu chemii elektrolity są substancjami jonowymi rozpuszczonymi w rozpuszczalniku. Aluminiowe, niepolimerowe, używają wody (z dodatkiem kilku innych „sekretnych sosów”). Co robi woda, gdy przepływa przez nią prąd? Elektrolizuje! Świetnie, gdybyś chciał tlenu i wodoru, okropny, gdybyś tego nie zrobił. W akumulatorach kontrolowane ładowanie może ponownie wchłonąć ten gaz, ale kondensatory nie mają odwróconej reakcji elektrochemicznej. „Używają po prostu elektrolitu jako rzeczy, która jest przewodzący. Więc bez względu na wszystko, generują znikome ilości wodoru (tlen jest używany do tworzenia warstwy tlenku glinu) i choć są bardzo małe, nie pozwalają nam na hermetyczne uszczelnienie tych kondensatorów. Więc wysychają.
Standardowy okres użytkowania w maksymalnej temperaturze wynosi 2000 godzin. To nie trwa zbyt długo. Około 83 dni. Wynika to po prostu z wyższych temperatur, które powodują szybsze parowanie wody. Jeśli chcesz, aby coś miało jak najdłuższą żywotność, ważne jest, aby utrzymywać je tak chłodno, jak to możliwe, i uzyskać najwyższą modele wytrzymałościowe (widziałem te sięgające 15 000 godzin). Gdy elektrolit wysycha, staje się mniej przewodzący, co zwiększa ESR, co z kolei zwiększa ciepło, co potęguje problem.
Tantal
Kondensatory tantalowe to inna odmiana kondensatorów elektrolitycznych . Jako elektrolit wykorzystują one dwutlenek manganu, który w gotowej postaci jest stały. Podczas produkcji dwutlenek manganu jest rozpuszczany w kwasie, a następnie osadzany elektrochemicznie (podobnie jak w przypadku galwanizacji) na powierzchni proszku tantalu, który jest następnie spiekany. Dokładne szczegóły „magicznej” części, w której tworzą połączenie elektryczne między wszystkimi drobnymi kawałkami proszku tantalu i dielektrykiem, nie są mi znane (zmiany lub komentarze są mile widziane!), Ale wystarczy powiedzieć, że kondensatory tantalowe są wykonane z tantal ze względu na skład chemiczny, który pozwala nam łatwo wytwarzać je z proszku (duża powierzchnia).
Daje im to niesamowitą wydajność objętościową, ale za cenę: wolny tantal i dwutlenek manganu mogą ulegać reakcji podobny do termitu, który jest tlenkiem glinu i żelaza. Tylko, że reakcja tantalu ma dużo niższe temperatury aktywacji – temperatury, które można łatwo i szybko osiągnąć, powinny przeciwna polaryzacja lub zdarzenie przepięciowe przebić otwór przez dielektryk (pięciotlenek tantalu, podobnie jak tlenek glinu) i utworzyć zwarcie.Z tego powodu napięcie i prąd kondensatorów tantalowych są obniżone o 50% lub więcej. Dla nieświadomych termitu (który jest dużo gorętszy, ale wciąż nie różni się od reakcji tantalu i MnO 2 ), jest tona ognia i ciepła. Służy do zgrzewania szyn kolejowych ze sobą i wykonuje to w kilka sekund.
Istnieją również kondensatory polimerowo-elektrolityczne, które wykorzystują przewodzący polimer, który w swojej postaci monomeru jest cieczą, ale kiedy wystawiony na działanie odpowiedniego katalizatora, będzie polimeryzował do postaci stałej. Działa to podobnie do super kleju, który jest ciekłym monomerem, który polimeryzuje ciało stałe po wystawieniu na działanie wilgoci (w / na powierzchniach, na które jest nakładany, lub z samego powietrza). W ten sposób kondensatory polimerowe mogą być głównie elektrolitem stałym, co skutkuje zmniejszeniem ESR, większą długowiecznością i ogólnie lepszą odpornością. Jednak nadal zawierają niewielką ilość rozpuszczalnika w matrycy polimerowej i musi on być przewodzący. Więc nadal wysychają. Niestety nie ma darmowego lunchu.
Jakie są rzeczywiste właściwości elektryczne tego typu kondensatorów? Wspomnieliśmy już o polaryzacji, ale drugą jest ich ESR i ESL. Kondensatory elektrolityczne, ze względu na konstrukcję bardzo długiej płytki nawiniętej na cewkę, mają stosunkowo wysoką ESL (równoważną indukcyjność szeregową). Tak wysokie, że są zupełnie nieskuteczne jako kondensatory powyżej 100 kHz lub 150 kHz dla typów polimerowych. Powyżej tej częstotliwości są to po prostu rezystory blokujące prąd stały. Nie zrobią one nic z tętnieniem napięcia, a zamiast tego sprawią, że tętnienie będzie równe prądowi tętnienia pomnożonemu przez ESR kondensatora, co często może powodować tętnienie nawet gorzej . Oczywiście oznacza to, że każdy rodzaj szumu lub piku o wysokiej częstotliwości po prostu przebije się przez aluminiowy kondensator elektrolityczny, jakby go tam nie było.
Tantale nie są aż tak złe, ale nadal tracą skuteczność ze średnimi częstotliwościami (najlepsze i najmniejsze mogą sięgać prawie 1 MHz, większość traci charakterystykę pojemnościową w okolicach 300–600 kHz).
Podsumowując, kondensatory elektrolityczne świetnie nadają się do magazynowania tony energii na małej przestrzeni , ale tak naprawdę są przydatne tylko do radzenia sobie z szumami lub tętnieniami poniżej 100 kHz. Gdyby nie ta krytyczna słabość, nie byłoby powodu, aby używać czegokolwiek innego.
3. Kondensatory ceramiczne
Kondensatory ceramiczne używają ceramiki jako swojego dielektryka, z metalizacją po obu stronach jako płyt. Nie będę przechodził do typów klasy 1 (niska pojemność), ale tylko klasy II.
Kondensatory klasy II oszukują za pomocą efekt ferroelektryczny. Jest to bardzo podobne do ferromagnetyzmu, tylko z polem elektrycznym. Ferroelec materiał tric zawiera mnóstwo dipoli elektrycznych, które w pewnym stopniu mogą być zorientowane w obecności zewnętrznego pola elektrycznego. Zatem zastosowanie pola elektrycznego pociągnie dipole do wyrównania, co wymaga energii i powoduje, że ogromna ilość energii ostatecznie zostanie zmagazynowana w polu elektrycznym. Pamiętasz, jak próżnia była linią bazową 1? Ceramika ferroelektryczna stosowana w nowoczesnych MLCC ma stałą dielektryczną rzędu 7000.
Niestety, podobnie jak materiały ferromagnetyczne, ponieważ coraz silniejsze pole magnetyzuje (lub polaryzuje w naszym przypadku) materiał, zaczyna się kończy się więcej dipoli do polaryzacji. Nasyca. Ostatecznie przekłada się to na nieprzyjemną właściwość kondensatorów ceramicznych typu X5R / X7R / etc: ich pojemność spada wraz z napięciem polaryzacji. Im wyższe napięcie na ich zaciskach, tym mniejsza ich efektywna pojemność. Ilość zmagazynowanej energii wciąż rośnie wraz z napięciem, ale nie jest tak dobra, jak można by oczekiwać, biorąc pod uwagę jego neutralną pojemność.
Napięcie znamionowe kondensatora ceramicznego ma na to niewielki wpływ. W rzeczywistości rzeczywiste napięcie wytrzymywane większości materiałów ceramicznych jest znacznie wyższe, 75 lub 100 V dla niższych napięć. W rzeczywistości wiele kondensatorów ceramicznych, które podejrzewam, to dokładnie ta sama część, ale z różnymi numerami części, ten sam kondensator 4,7 µF jest sprzedawany jako kondensator 35 V i 50 V pod różnymi etykietami. Wykres zależności pojemności niektórych MLCC od napięcia polaryzacji jest identyczny, z wyjątkiem niższego napięcia, którego wykres jest obcięty przy napięciu znamionowym. Podejrzane, na pewno, ale mogę się mylić.
W każdym razie, kupując wyższe ceramika znamionowa nie zrobi nic, aby zwalczyć spadek pojemności związany z napięciem, jedynym czynnikiem, który ostatecznie odgrywa rolę, jest fizyczna objętość dielektryka. Im więcej materiału, tym więcej dipoli. Zatem fizycznie większe kondensatory zachowają więcej swojej pojemności pod napięciem.
To też nie jest trywialny efekt.Kondensator ceramiczny 1210 10µF 50V, istna bestia kondensatora, straci 80% swojej pojemności o 50 V. Niektóre są trochę lepsze, inne trochę gorsze, ale 80% to rozsądna liczba.Najlepsze, jakie widziałem, to 1210 (cali), które utrzymywały około 3 µF pojemności, zanim osiągnęło 60 V, w każdym razie w pakiecie 1210.Ceramika 50V o wielkości 10 µF 1206 (cali) będzie miała szczęście, jeśli pozostanie 500nF przy 50V.
Ceramika klasy II jest również piezoelektryczna i piroelektryczna, chociaż nie ma to na nie wpływu elektrycznie. Wiadomo, że wibrują lub śpiewają z powodu tętnień i mogą działać jak mikrofony. Prawdopodobnie najlepiej unikać używania ich jako kondensatorów sprzęgających w obwodach audio.
W przeciwnym razie ceramika ma najniższe ESL i ESR spośród wszystkich kondensatorów. najbardziej „kondensatorowe” z tego grona. Ich ESL jest tak niski, że głównym źródłem jest wysokość końcówek w samym pakiecie Tak, ta wysokość ceramiki 0805 jest głównym źródłem jej 3 nH ESL. Nadal zachowują się jak kondensatory do wielu MHz lub nawet wyższych w przypadku wyspecjalizowanych typów RF. Mogą również oddzielić wiele szumów i oddzielić bardzo szybkie rzeczy, takie jak obwody cyfrowe, do których elektrolity są bezużyteczne.
Podsumowując, elektrolity to:
- dużo masowych pojemność w malutkim opakowaniu
- straszne pod każdym innym względem
Są powolne, zużywają się, zapalają się, zamieniają się w krótkie, jeśli je polaryzujesz źle. Według każdego kryterium mierzone są kondensatory, z wyjątkiem samej pojemności, elektrolityki są absolutnie straszne. Używasz ich, ponieważ musisz, nigdy, ponieważ chcesz.
Ceramika jest:
- Niestabilna i traci dużo swojej pojemności pod wpływem odchylenia napięcia
- Może wibrować lub działać jak mikrofony. Albo nanoaktywatory!
- Poza tym są niesamowite.
Kondensatory ceramiczne są tym, czego chcesz używać, ale nie zawsze są do tego zdolne. W rzeczywistości zachowują się jak kondensatory, a nawet wysokie częstotliwości, ale nie mogą dorównać wydajności objętościowej elektrolitów, a tylko typy klasy 1 (które mają bardzo małe ilości pojemności) będą miały stabilną pojemność. Różnią się dość mocno w zależności od temperatury i napięcia. Och, one też mogą pękać i nie są tak wytrzymałe mechanicznie.
Aha, ostatnia uwaga, elektrolitów można używać dobrze w aplikacjach AC / niespolaryzowanych, z wszystkimi innymi problemami, które są oczywiście nadal w grze . Wystarczy podłączyć parę zwykłych spolaryzowanych kondensatorów elektrolitycznych, z zaciskami o tej samej biegunowości, a teraz końce o przeciwnych biegunach są zaciskami zupełnie nowego, niepolarnego elektrolitu. Tak długo, jak ich wartości pojemności są dość dobrze dopasowane i występuje ograniczona ilość odchylenia stałego w stanie ustalonym, kondensatory wydają się być w użyciu.
Komentarze
- Tantale nie są obniżane, ponieważ ” ' przypominają termit „, ' zostały obniżone, ponieważ ' re, ahem, bzdury. Znamionowe napięcie to wartość ha-ha, która poważnie ograniczy Twoją żywotność i ' patrzysz na obniżenie wartości znamionowej o 40%, aby uzyskać reklamowany okres eksploatacji. Nie ' nie zawierałbym w grudkach przewodzącego polimeru (POSCON i wsp.) Z elektrolitami Al, ponieważ mają one znacznie lepsze właściwości, a także znacznie lepszą cenę. IPC ma standard obniżania wartości znamionowych energoelektroniki, więc ' nie ogranicza się do zgadywania.
- @metacollin I ' m daje ci podwyższenie twojej odpowiedzi, ponieważ faktycznie umieściłeś tam dużo dobrych informacji, ALE zasadniczo odpowiedziałeś na pytanie OP, odpowiadając również na wiele niezadanych pytań. Czasami dobrze jest być konkretnym pytaniem.
- @crowie W tym przypadku myślę, że ' dobrze, że otrzymaliśmy wiele kanonicznych odpowiedzi wyjaśniających ' jak wybrać kondensator '. Będzie mnóstwo ludzi szukających takich informacji, a one faktycznie odpowiadają na pytanie.
- @Mast, jednak ten fragment o ceramice z różnymi tolerancjami napięcia, który jest po prostu inaczej pakowany, jest bardzo wątpliwy. Jasne, możesz nie widzieć problemów z projektami hobbystów, ale daj średniej wielkości płytkę drukowaną z dwustu wierszami BOM i kilkoma tysiącami jednostek PA, a będziesz ' spłukany i płaczący, gdy tylko te rzeczy zaczną padać z RMA.
-
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.
Czy to naprawdę? ' po raz pierwszy o tym słyszę. Zwykle ' widziałem wzór ε = ε0 * εr, gdzie εr jest znormalizowane do 1 dla próżni, a stała ε0 wynosi około 8,85e-12 F / m.
Odpowiedź
Na przykład, dlaczego widzę sugestię użyć ceramicznych nakładek do oddzielenia mocy na mikroprocesor & większy kondensator elektrolityczny na płytkę? dlaczego nie używać elektrolitów dookoła?
Te trzy główne typy mają różne cechy – sugeruję, abyś poszukał ich informacji, ale główne rzeczy, których należy szukać, to
-
częstotliwość rezonansu własnego ( spowodowane efektywną indukcyjnością szeregową). Prosty przykład pokazany poniżej: –
-
straty dielektryczne (zwykle przy wysokich częstotliwościach): –
- efektywny opór serii (więcej strat)
- zmiana pojemności przy przyłożonym napięciu (nie nadaje się do filtrów): –
- zmiana pojemności z temperatura (również nie nadaje się do filtrów): –
- wstępne oczekiwania dotyczące tolerancji
- prąd tętnienia (ważne dla zasilacze ze względu na wysokie zapotrzebowanie szczytowe): –
- Możliwość uniknięcia zwarć (kondensatory X i Y)
- Niskie mikrofony (ważne w wrażliwych zastosowaniach audio). Oto „facet, który wie o tym: –
- Podstawowe nasadki elektrolityczne są spolaryzowane, stąd zastosowanie prądu przemiennego jest ograniczone. Oto obwód równoważny: –
Jestem pewien, że jest jeszcze kilka innych rzeczy, ale okażą się one widoczne podczas dochodzenia .
Komentarze
- Wow … proste pytanie ,, Ten post może być szczegółowy i myślę, że to dobra odpowiedź .. ALE nie oznacza, że mam czas na przeczytanie tego. Na górze powinno być kilka podsumowań punktów w porównaniu z punktami, zanim podzielę to wszystko poniżej.
- @Mayhem Aha, więc otrzymujesz swój własny komentarz z moim komentarzem do twojego pytanie LOL.
- huh … odzyskać swoje własne .. Właśnie mówiłem, że to sposób na długi post .. Jak powiedziałem, to dobra odpowiedź, ale powinienem być zorganizowany .. Nigdy cię o to nie pytałem pytanie, właśnie przyszło acros jest twój w losowym wyszukiwaniu w Google.
- ” Śpiewające kondensatory ” są problemem dla energoelektroniki, a nie tylko ” wrażliwe aplikacje audio „. Będąc niedosłyszącym, nie słyszę tego, ale inni faceci w laboratorium narzekali na wycie, który mój sterownik LED wydawał przy mocy 130 W. Nie było problemu ze stabilnością / dzwonieniem. W tym przypadku rozwiązaniem było wykonanie ” trampoliny ” poprzez wycięcie szczelin wokół dużej ceramiki, aby wibracje zostały osłabione.
Odpowiedź
Oczywistą różnicą jest to, że elektrolityki są dużo większe niż ceramika. Ceramika o wymiarach 1 mm na 0,5 mm jest powszechną odmianą ogrodową, twoje puszki elektrolityczne są znacznie większe.
Następnie, jak inni już zauważyli, elektrolityki nie radzą sobie tak dobrze w wysokich częstotliwościach, więc „nie nadają się do ominięcia„ wysokich ”częstotliwości, nie nadążają za chipem 1 MHz, nie mówiąc już Gigabit Ethernet 125 MHz PHY.
Kolejnym punktem spornym jest ESR. W zastosowaniach energetycznych ma to tendencję do bezpośredniego przekładania się na ciepło odpadowe w węzłach przełączających, więc elektrolit jest zwykle wybierany na podstawie znamionowego prądu tętnienia, a nie pojemności.
Elektrolit jest również dość okropny ze względu na stabilność temperatury itp., więc pojemność może się znacznie różnić.
Ceramika bardzo się rozwinęła, kiedy zaczynałem, ceramika 100nF miała „dużą pojemność”. Teraz możesz tanio kupić ceramikę 10uF. Problem tutaj, który nie jest oczywisty polega na tym, że „duża” ceramika wykorzystująca dielektryk X7R (lub gorzej) traci pojemność wraz z wyższym napięciem, na które jest narażona. Twoja ceramika 10uF 80V może mieć tylko 1uF przy 63V.
Ceramika tolerancja napięcia również nie jest wskazówką, przejdź o jeden wolt i zaczniesz dostawać awarie. Nie znaczy to, że nigdy nie powinieneś używać pasywów bez obniżania wartości znamionowych.
Dlatego duża elektrolityczna puszka zapewnia duże „wiadro elektronów” nadążanie za skokami mocy o niskiej częstotliwości w obwodach. Mniejsze elementy ceramiczne przejmują średnie częstotliwości do 50 MHz, chyba że jesteś bardzo ostrożny przy rozmieszczaniu, trasowaniu i doborze części. W przypadku rzeczywistych wysokich częstotliwości potrzebujesz ściśle sprzężonych samolotów mocy.
Kolejnym problemem związanym z ceramiką jest impedancja w stosunku do częstotliwości, duża pojemność nie radzi sobie tak dobrze z wysokimi częstotliwościami i odwrotnie. Ma to związek z pojemnością i indukcyjnością związaną z fizycznym opakowaniem.
Odpowiedź
Właściwości kondensatorów elektrolitycznych
- Skuteczny przy niskiej częstotliwości
- Duża pojemność
- Niski koszt
- Duży ESR
- Duży ESL
Właściwości kondensatorów ceramicznych
- Efektywne przy wysokiej częstotliwości
- Efektywna pojemność zmniejsza się wraz z napięciem polaryzacji
- Droższy niż kondensator elektrolityczny
- Niski ESR
- Niski ESL
- Ograniczony rozmiar kondensatora
Odpowiedź
Jest wiele czynników, które mogą wpłynąć na decyzję, jakiego typu kondensatora użyć w danym przypadku. Oto kilka z nich:
-
Koszt jest czynnikiem. Dana aplikacja będzie wymagała określonego zestawu specyfikacji, takich jak pojemność i koszt, aby móc podjąć decyzję.
-
Wymagania dotyczące wydajności. Pożądane będzie osiągnięcie pewnych celów, takich jak przejściowa reakcja. Jeśli specyfikacja taka jak ESR (efektywna rezystancja szeregowa) jest zbyt wysoka, kondensator może nie zapewniać niezbędnych wymagań dotyczących przepływu prądu.
-
Rozmiar i montaż. Sposób mocowania do obwodu również będzie kierował wyborem. Mały SMT może być znacznie łatwiejszy do przytulenia do szpilek układu scalonego, podczas gdy typ ołowiany może być bardziej wytrzymały.
Odpowiedź
Namacalnymi różnicami mogą być:
-
Kondensatory ceramiczne mają niższy ESR i dzięki temu oferują niższe prądy upływowe niż kondensatory elektrolityczne. wskazówka: Spróbuj użyć kondensatorów ceramicznych w projektach zasilanych z baterii.
-
Lowe ESR oznacza również, że kondensatory ceramiczne mają lepszą odpowiedź na stany przejściowe, dzięki czemu mogą dostarczać prąd (łatwiej) podczas przejściowe.
-
Kondensatory elektrolityczne nie zapewniają dobrej stabilności temperaturowej, więc ich pojemność może zmienić się o 20% lub 30% w stosunku do pierwotnej wartości.
-
Cena: jeśli potrzebujesz dużych wartości pojemności (powiedzmy> 100 uF), zobaczysz, że kondensatory ceramiczne są bardzo drogie w porównaniu z kondensatorami elektrolitycznymi.
Dodaj komentarz