¿Cuál es la clasificación de voltaje de condensador más baja que es seguro usar?

Usar las tapas de tantalio para el desacoplamiento es una tontería con las opciones de hoy. Los tapones cerámicos de 1 µF 6 V en el paquete 0603 son baratos y están fácilmente disponibles. Eso sería mejor que 10 µF para el desacoplamiento de todos modos. Un 10 µF en los puntos de conexión de la fuente de alimentación tiene sentido, pero no para el desacoplamiento. Observe las gráficas de impedancia de tapas de cerámica de 100 nF, 1 µF y 10 µF en las hojas de datos de cualquiera de los fabricantes de renombre.

¡Ten mucho cuidado con las especificaciones de tus gorras! Puede que no sean lo que dicen ser.

Un problema con las tapas de cerámica es que pierden capacidad a medida que aumenta el voltaje. Por ejemplo, esta tapa de cerámica X5R de Venkel está clasificada a 10 uF y 6.3v. El problema es que a 6.3v, la capacitancia real se reduce a solo 2 uF! ¡Eso es una caída del 80%! Incluso a 2.0v, le falta el 30% del valor nominal.

Esto está documentado aquí , pero no está limitado de ninguna manera a Venkel. X7R, X5R, y probablemente otras tapas de cerámica sufren de esto hasta cierto punto. COG / NPO no parece tener este problema. Debo señalar que este problema no se incluyó en la hoja de datos del capacitor en general, sino solo en un documento de "datos técnicos" suplementario que no se encontraba en el mismo lugar en su página web.

Su pregunta básica, sin embargo, es "cuánto debo rebajar" los condensadores. Por supuesto, si pregunta a 10 EE sobre esto, probablemente obtendrá 15 respuestas diferentes. Aquí están mis reglas básicas o directrices.

• Las tapas electrolíticas de aluminio se reducirán a al menos un 50% si la capacitancia es crítica. Lo que significa que usaré una tapa de 25v en un riel de 12.5v. Si la capacitancia no es crítica, permitiré un margen de voltaje menor.

• Los topes de tantalio se reducirán a al menos un 50% en la mayoría de los rieles, sin importar su uso.

• Los tapones de cerámica por encima de 10v se reducirán al 50%. A medida que el voltaje caiga por debajo de 10v, permitiré menos margen. Ejecutaré una tapa de 4.6v en un riel de 3.3v, por ejemplo. Pero tenga en cuenta lo que ya he dicho sobre las tapas de cerámica.

• Mientras más ligera sea la tensión en un tope, menos margen permitiré. Por ejemplo, si una señal solo va ocasionalmente a 90v pero está mayormente por debajo de 50v, entonces podría usar una tapa de cerámica de 100v. La temperatura, el voltaje, la corriente y los efectos de ESL / ESR juegan con esto. Un límite con mucho estrés obtendrá mucho más margen.

• La reducción de menos del 50% solo ocurre si hay otras razones para hacerlo. Si el costo, el tamaño y otros factores no entran en juego, siempre reduzco al menos el 50%.

• Si un circuito se comporta bien y los problemas de picos de voltaje u otro mal comportamiento no son un problema, entonces podría dejar menos margen.

Pero estas son solo reglas básicas. Tienes que considerar cada caso por separado y ponderar los pros y los contras.

Actualizar:

Aquí hay algo de documentación de AVX. Está en la página 3, bajo el título "DC Dependencia sesgada ". Tenga en cuenta que sus curvas de voltaje frente a capacitancia para X7R son mucho más "agradables" que las que tiene Venkel: por lo tanto, si el valor del límite es realmente importante, haga la investigación y obtenga el límite que usted desea.

Además de los comentarios de tamaño de Olin, tenga en cuenta que un condensador de tantalio en un circuito con cualquier tipo de "potencia" presente es un desastre total que está por ocurrir.

Los condensadores de tantalio son EXCEPCIONAMENTE propensos a perforar la capa de aislamiento a voltajes solo ligeramente superiores a la tensión nominal, y NO son de recuperación automática. Una vez que se rompe la capa, el condensador descargará la energía disponible y se autodestruirá. El modo de falla normal es un cortocircuito metálico duro. Opcionales a lo largo del camino son el humo, el olfato, la llama, el sonido y la explosión. He visto escuchar y fundir todo esto en un solo evento emocionante en una ocasión.

Un pico de voltaje muy muy corto en un riel de alimentación que excede el voltaje nominal puede perforar la capa de aislamiento y luego permitir que la energía del riel de alimentación termine la tarea.

Cerámica: tenga en cuenta que el efecto de la temperatura varía con el grado. Además, la microfonía mecánica es peor en los grados de variación de temperatura amplia. No suele ser un problema para el desacoplamiento del poder.

Una cerámica de bajo grado (mala tolerancia a la temperatura, también pobre mecánicamente) en la entrada a un regulador puede "sonar" cuando se aplica un paso de voltaje (como en el encendido) y puede destruir el regulador. Esto es inusual y es fácil de proteger, pero se debe conocer.

Si la cerámica no satisface sus necesidades por algún motivo, mire los condensadores de aluminio sólido (es decir, no el electrolítico Al). Son competitivos con Tantalum en cuanto al tamaño y costo de la capacidad, pero no tienen el modo de falla fatal de Tantalums.

La regla sobre las rabietas es evitarlas a menos que haya una buena limitación de corriente. O al menos reduzca el voltaje al menos 3: 1 (algunas personas dicen 4: 1), no siempre es posible. Los he usado mucho en fuentes de alimentación en la salida de un regulador pequeño pero no en la entrada.