Ceramic (MLCC) กับตัวเก็บประจุแทนทาลัม

จากมุมมองของนักออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่ยังคำนึงถึงราคา / ค่าใช้จ่ายและการพิจารณาทางสังคม (ดูลิงค์การขุด Coltan และจริยธรรมด้านล่าง) ฉันมักจะหลีกเลี่ยงตัวเก็บประจุแทนทาลัมภายใต้สถานการณ์ต่างๆ

คำถามของฉันกล่าวโดยตรงไปตรงมา: ในกรณีใดที่ฉันควรระวังและใช้ตัวเก็บประจุแทนทาลัมอย่างต่อเนื่อง คำตอบและวิธีการทางเทคนิคทุกประเภทเกี่ยวกับเรื่องนี้จะเป็นประโยชน์กับฉันมาก (และสำหรับผู้ออกแบบรายอื่น)

ลักษณะเฉพาะบางประการที่ควรพิจารณา:

• วงจรสมมูลซีรีย์
• ไมโคร MLCC มีความเลวร้ายเพียงใดในแง่นี้
• การพึ่งพาความจุกับแรงดันและอุณหภูมิ
• โหมดแรงดันไฟฟ้าเกินและความล้มเหลว
• อายุขัยและความน่าเชื่อถือ

บริบทเพิ่มเติม:

• ฉันพูดถึงเทคโนโลยี Surface Mount (SMT) โดยเฉพาะโดยสมมติว่ามากกว่า 90% ของตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์แทนทาลัมทั้งหมดผลิตในสไตล์ SMD
• ฉันมุ่งเน้นที่นี่ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคที่มีปริมาณมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งกำลังทิ้งแอพพลิเคชั่นอิเล็กทรอนิกส์กำลังแรงสูงโดยเฉพาะซึ่งอาจมีการพิจารณาอื่น ๆ ฉันไม่ได้พิจารณาการแปลงพลังงาน / วงจรการจัดการซึ่งการพิจารณาข้างต้นเป็นกุญแจสำคัญสำหรับตัวเก็บประจุ
• คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบทางสังคม Coltan ได้ที่ Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Coltan_mining_and_ethics

มีบันทึกแอปพลิเคชันมากมายในเรื่องนี้ Google สำหรับ "ตัวเก็บประจุแทนทาลัมและเซรามิก"

ตัวเก็บประจุแบบเซรามิคดีที่สุดสำหรับ ESR และ ESL เพื่อให้สามารถจัดการกับกระแสระลอกคลื่นขนาดใหญ่ที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้นน้อยกว่าในแหล่งจ่ายไฟ เช่นเดียวกันพวกเขาไม่รบกวนคุณภาพสัญญาณในระบบความเร็วสูง (ตัวเก็บประจุแบบคัปปลิ้ง AC) แต่ลักษณะของความลำเอียง DC นั้นแย่ เช่น 47uF X5R 6.3V คือ ~ 23uF @ 3.3V ESR ต่ำและ ESL นี้อาจไม่ดีในบางกรณี ตัวอย่างเช่นตัวแปลง Buck บางตัวที่ต้องการระลอกคลื่นมากพอที่เอาต์พุตจะมีความเสถียร และ ESL ที่ต่ำกว่าจะทำปฏิกิริยากับความจุของสายเคเบิลเพื่อให้การแกว่งที่ไม่จำเป็น

ตัวเก็บประจุแทนทาลัมเป็นที่รู้จักกันดีที่สุดสำหรับประสิทธิภาพเชิงปริมาตรและราคาถูก แต่พวกเขามีแนวโน้มที่จะล้มเหลวเนื่องจากกระแสไฟกระชาก มีทางเลือกอื่น ๆ เช่น POSCAP (ตัวเก็บประจุโพลีเมอร์)

ฉันอาจเพิ่ม: Tants ไม่ชอบแอปพลิเคชั่นที่มีกระแสไฟกระชากสูงเมื่อเปิดกระแสได้ ... เอาท์พุทของตัวควบคุมใช่ (กระแสมี จำกัด ) ... อินพุตไปยังตัวควบคุมไม่มี (กระแสอาจไม่ จำกัด ) สิ่งนี้สามารถลดลงได้บางส่วนโดยการหาแรงดันไฟฟ้าให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยใช้ tant 35v ในแอปพลิเคชัน 10 โวลต์

การตัดสินใจใช้ตัวเก็บประจุเซรามิคหรือแทนทาลัมในกรณีส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับราคา เมื่อฉันต้องการความจุมากกว่า 10uF ตัวเก็บประจุเซรามิกมีราคาแพงและตัวเก็บประจุแทนทาลัมเป็นตัวเลือกที่ดี

สถานที่เดียวที่ฉันเห็นพวกเขา [ส่วนตัว] ในผลิตภัณฑ์มวลชนในศตวรรษนี้คือใน VCO [สำหรับไร้สาย] ของโทรศัพท์ไร้สาย Uniden

เมื่อคุณทำให้ฉันอยากรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้ฉันได้ทำ googling เล็กน้อย (สำหรับแทนทาลัมและ VCO) และพบMAX2572EVKITซึ่งไม่ได้เป็นโบราณมากนัก (2004) และมีตัวแทนทาลัมแคปอยู่ใน BOM นี่คือ GSM VCO นอกจากนี้ยังพบการฉีกขาดของโทรศัพท์ GSM [ค่อนข้างมองโบราณ] และพวกเขาพบตัวแทนทาลัมแคปในมัน แต่ไม่ได้พูดในสิ่งที่ระบบย่อย

พบบางอย่างในแผ่นข้อมูลของHMC836LP6CE ; นี่ไม่ใช่วันที่ชัดเจน แต่หมายเลขการแก้ไขดูเหมือนว่า 2011 หรือ 2012 นี่คือ4G PLL / VCOดังนั้นจึงไม่สามารถเป็นของโบราณได้อย่างเหลือเชื่อ การฉีกขาดอื่นพบว่าบางอย่างบนPCB ของ iPhone 6 ; สิ่งเหล่านี้ทำโดย Rohm บทบาทของพวกเขาในโทรศัพท์ไม่ได้ระบุไว้ที่นั่น แต่อ้างว่าเป็น "ตัวเก็บประจุที่แพงที่สุดใน iPhone 6"

โปรดทราบเรื่องราวนี้สำหรับฝาแทนทาลัมในโมดูล Arduino GSM ที่ติดไฟ แน่นอนว่าการเลือกชิ้นส่วนสำหรับ Arduino Shield น่าจะทำที่มาตรฐานต่ำกว่า Apple ...

มันไม่ได้โดยสิ้นเชิงชัดเจนกับผมว่าสิ่งที่คุณหมายถึงโดย "ทิ้งโดยเฉพาะการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์กำลัง" แต่ในกรณีอื่น ๆ ที่มีความสนใจในเรื่องนี้บางส่วนยังถูกพบอยู่ในที่แยกส่วนประกอบของเครื่องชาร์จ iPhone