Condensadores de cerámica (MLCC) versus tantalio

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Desde la perspectiva de un diseñador de electrónica, pero también teniendo en cuenta el costo / costo y las consideraciones sociales (consulte el enlace sobre ética y minería de Coltan), tiendo a evitar los capacitores de tantalio en muchas circunstancias, mientras que prefiero la Capa múltiple Condensadores de cerámica (MLCC) .

Mi pregunta, expresada sin rodeos, es: ¿En qué casos específicos debo tener cuidado y continuar usando condensadores de tantalio? Todo tipo de respuestas y técnicas abordarán este tema. muy útil para mí (y seguramente para otros diseñadores).

Algunos aspectos específicos a considerar:

  • Circuito equivalente de la serie.
  • Microfonía. ¿Qué tan malas son las MLCC realmente a este respecto?
  • Dependencia de la capacitancia con voltaje y temperatura.
  • Modalidades de sobretensión y falla.
  • Esperanza de vida y fiabilidad.

Contexto adicional:

  • Me dirijo específicamente a la Tecnología de Montaje en Superficie (SMT), asumiendo que más del 90% de todos los capacitores electrolíticos de tantalio están fabricados en estilo SMD.
  • Me estoy enfocando aquí en productos electrónicos de consumo de gran volumen, descartando específicamente aplicaciones de electrónica de potencia alta , donde pueden aplicarse otras consideraciones. No estoy descartando los circuitos de conversión / administración de energía, donde las consideraciones anteriores son clave para los condensadores.
  • Puede leer más sobre el impacto social de Coltan en la Wikipedia: enlace
pregunta jose.angel.jimenez

4 respuestas

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Hay muchas notas de aplicación sobre esto. Google para "Tantalum vs cerámica condensadores".

Los condensadores de cerámica son los mejores para su ESR y amp; ESL. Para que puedan manejar enormes corrientes de rizado con un aumento de temperatura menor en las fuentes de alimentación. De la misma manera, no alteran la calidad de la señal en los sistemas de alta velocidad (condensadores de acoplamiento de CA). Pero sus características de DC Bias son pobres. Como un 47uF X5R 6.3V es ~ 23uF @ 3.3V. Este Low ESR & ESL puede ser malo en algunos casos. Por ejemplo, algunos convertidores Buck que requieren una ondulación suficiente en la salida para ser estables. Y una ESL más baja reaccionará con las capacitancias del cable para generar oscilaciones innecesarias.

Los condensadores de tantalio son más conocidos por la eficiencia volumétrica y el costo barato, pero son propensos a fallar debido a las corrientes de sobretensión. Existen alternativas como POSCAPs (condensadores de polímero).

    
respondido por el user19579
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Yo podría agregar: A los usuarios no les gustan las aplicaciones en las que es posible que se produzcan intensas corrientes de activación ... salida de un regulador sí (la corriente es limitada) ... entrada a un regulador no (la corriente probablemente no limitado). Esto se puede mitigar parcialmente reduciendo la tensión lo más posible, por ejemplo, utilizando un instrumento de 35 voltios en una aplicación de 10 voltios.

    
respondido por el Robert Endl
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Mi decisión de usar capacitores de cerámica o tantalio en la mayoría de los casos se basa en el costo. Cuando necesito capacitancias mayores a 10uF, los capacitores cerámicos son caros y los capacitores de tantalio son una buena opción.

    
respondido por el Gabriel Rezende Germanovix
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El único lugar donde los he visto [personalmente] en un producto de mercado masivo de este siglo fue en el VCO [de la red inalámbrica] de un teléfono inalámbrico Uniden.

Desde que me interesaste por esto, he hecho un poco de googlear (para tantalio y VCO) y he encontrado MAX2572EVKIT que no es terriblemente antiguo (2004) y tiene algunas tapas de tantalio en su lista de materiales. Este es un VCO GSM. También se encontró un teardown de un teléfono GSM [más bien antiguo], y encontraron gorras de tantalio en ella, pero no dicen en qué subsistema.

También se encuentran algunos en la hoja de datos de HMC836LP6CE ; Esto no está claramente fechado, pero el número de revisión parece ser 2011 o 2012. Este es un 4G PLL / VCO así que no puede ser increíblemente antiguo. Otro desglose encontrado en la página PCB del iPhone 6 ; Estos hechos por Rohm, su función en el teléfono no se estableció allí, pero se afirmó que era "el condensador más caro del iPhone 6".

También tenga en cuenta esta historia para una tapa de tantalio en un módulo Arduino GSM que se está incendiando. Por supuesto, la selección de piezas para un escudo Arduino probablemente se realice con estándares mucho más bajos que los de Apple ...

No me queda totalmente claro lo que quiere decir con "descartar específicamente aplicaciones de electrónica de potencia", pero en caso de que otros estén interesados en esto, algunos también se encontraron en un teardown de un cargador de iPhone .

    
respondido por el Fizz

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