Co je tantalový kondenzátor - rozdíly a jeho aplikace

Vysoce výkonný tantal kondenzátor nabízí návrhářům spolehlivé a stabilní vysokokapacitní řešení. S téměř 60 lety používání se tantalové kondenzátory používají při vývoji různých aplikací pro průmyslová odvětví, jako je vojenská a komerční avionika, průmyslová automatizace a řídicí systémy, kritická a implantovatelná lékařská elektronika, smartphony, notebooky, stolní počítače a notebooky. Společnost Bell Laboratories na počátku padesátých let vynalezla pevné tantalové kondenzátory jako vysoce pokročilý a velmi spolehlivý podpůrný kondenzátor nízkého napětí. Tento článek pojednává o přehledu tantalového kondenzátoru.

Co je tantalový kondenzátor?

Elektrolytický tantalový kondenzátor obsahuje tantalový kov - působící jako anoda, lemovaný vrstvou anodického oxidu z oxidu - použitého jako dielektrikum, které je dále uzavřeno buď kapalným nebo pevným elektrolytem jako katodou. Protože oxid manganičitý (MnO2) nabízí samoléčebné funkce k zajištění dlouhodobé spolehlivosti, používá se jako katoda .

tantalový kondenzátor

Tantalové kondenzátory jsou extrémně stabilní, menší a lehčí a mají nižší maximální pracovní napětí a kapacitu. Tyto kondenzátory propouštějí méně proudu a mají méně indukčnost , proto nejsou vhodné pro vysokofrekvenční spojovací obvody.

Polarita a značení

The polarita a značení tantalového kondenzátoru jsou diskutovány níže.

• Tantalové kondenzátory jsou přirozeně polarizované kondenzátory s kladným a záporným vedením a jsou vhodné pro stejnosměrné zdroje. Polarita a značení na kondenzátorech usnadňují identifikaci anody a katody.
• Dvě pásma a kladné znaménko pomáhá při identifikaci hodnoty kapacity a maximálního pracovního napětí.
• Nejvyšší hodnota vlevo však ukazuje hodnotu kapacity v mikrofaradech (uF). Například hodnota na níže uvedeném obrázku je 2,2 uF.
• Napětí pod hodnotou kapacity je maximální pracovní napětí kondenzátoru, tj. 25V.
• Pod dlouhým pásmem je zaznamenáno kladné znaménko (+). Kombinace dlouhého pásma a znaménka „+“ znamená, že tato strana má kladný vodič / anodu, zatímco druhá strana označuje záporný vodič / katodu.
• Zpětné napětí nebo nesprávné připojení by mohlo kondenzátor poškodit.
• Tantalové elektrolytické
• Selhání tantalového kondenzátoru

In Reverse Bias Behavior of Surface Mount Solid, Tantalum Kondenzátory vysvětluje, že tantalové kondenzátory jsou navrženy tak, aby pracovaly pouze v podmínkách s předpětím předního napětí a selhaly, pokud je použito zpětné napětí, které zahrnuje rychlé zapnutí z obvodu s nízkou impedancí nebo výskyt proudového hrotu během jeho provozu.

Poruchový režim kondenzátoru

Dokument zveřejněný společností ASM International to jasně uvádí Tantalový kondenzátor poruchový režim je rozdělen do tří hlavních Kategorie

Vysoký únik / krátký

Použití reverzního napětí může způsobit vysoké svodové proudy, ke kterým obvykle dochází při odstraňování problémů, poruchách nebo při testování na zkušebním stavu. Tantalové kondenzátory s krystalizací způsobují poruchu zkratu kvůli horkým místům vytvořeným během krystalizace zahřívá katodu.

Vysoce ekvivalentní sériový odpor (ESR)

ESR kondenzátoru je silně ovlivněn mechanickým / termomechanickým, pokud je vystaven montáži na desce, pick-and-place, reflow a životnosti aplikace. Takový typ stresu je často narušen ve vnějších a / nebo vnitřních spojeních, což vede k vysoké ESR.

Nízká kapacita / otevřeno

Jelikož se kapacita tantalového kondenzátoru za normálních provozních podmínek nemění, je porucha neobvyklá. Nižší kapacita tantalového kondenzátoru v jakékoli aplikaci může být známkou zkratovaného kondenzátoru, zatímco porucha otevřeného obvodu může být výsledkem ohrožení poškozeného kladného připojení vodiče a vodiče.

běžné příčiny tantalového kondenzátoru

Velikosti a použití SMD

Tantalový kondenzátor nabízí hlavní funkce, jako je extrémní stabilita, spolehlivost a únik nízkého proudu. Tyto funkce umožňují použití kondenzátorů v -

dimenzování tantalového kondenzátoru

• Vzorkovací a zadržovací obvod pro dosažení dlouhé doby zadržení
• Odpojení napájecích kolejnic nabízí vyšší účinnost s nižším ESR
• Extrémně efektivní obalové systémy
• Aplikace související s vojenským a leteckým průmyslem
• Záchranné zdravotnické prostředky
• Vesmírné vybavení pro vyšší spolehlivost

Základní desky pro zdroj napájení filtrování a mnoho dalších obecně, nejvyšší počet tantalových kondenzátorů se vyrábí hromadně jako tantalový čipový kondenzátor ve formě SMD (zařízení pro povrchovou montáž). Je navržen s kontaktními plochami na obou stranách pouzdra. Podle standardů EIA-5335-BAAC jsou tantalové čipové kondenzátory navrženy a vyrobeny v různých stylech.

Rozdíly mezi tantalovým a keramickým kondenzátorem

The tantalový a keramický kondenzátor jsou diskutovány níže.

V oblasti elektroniky jsou tantalové a keramické kondenzátory široce přijímány pro navrhování různých vhodných aplikací. Podívejme se níže na rozdíly mezi oběma.

Výhody a nevýhody

Seznam výhod a nevýhod pevného tantalového kondenzátoru zahrnuje následující

Výhody jsou: dlouhá životnost, vysoká teplota odpor , vynikající výkon, vysoká přesnost, účinnost při filtrování vysokofrekvenčních harmonických.

Nevýhody jsou: Mít velmi tenkou vrstvu oxidu, která není robustní, nevydrží napětí nad limity, nízké zvlnění proudu.

Aplikace tantalového kondenzátoru

Tantalové kondenzátory nabízejí různé výhody, a proto se používají v různých aplikacích, zejména v moderní elektronice pro vyšší stabilitu, aby vydržely rozsah teplot a frekvencí, dlouhodobou spolehlivost a rekordně vysokou objemovou účinnost.

Tantalový kondenzátor je náročná součást pro kardioimplantáty, které automaticky snímají nepravidelné srdeční rytmy a během několika sekund dávají elektrický zpětný ráz. Tento kondenzátor nachází své postavení v nejnáročnějších průmyslových odvětvích, jako jsou zdravotnictví, telekomunikace, letectví, armáda, automobilový průmysl a počítače.

Časté dotazy

1). Pojmenujte některé aplikace mokrých tantalových kondenzátorů?

Používá se v průmyslových odvětvích, jako je telekomunikace, avionika, vesmír, lékařství, telekomunikace, spotřebitelské aplikace.

2). Co je rázové napětí z hlediska tantalového kondenzátoru?

Přepěťové napětí je nejvyšší napětí, které může být na kondenzátor přivedeno na kratší dobu v obvodech, které mají minimální sériový odpor.

3). Co je reverzní napětí? Co se stane s tantalovým kondenzátorem, když se použije reverzní napětí?

Reverzní napětí je místo, kde je napětí anodové elektrody záporné vzhledem k napětí katody. Při zpětném napětí proudí zpětný svodový proud v malých mikrotrhlinách nebo defektech přes dielektrickou vrstvu k anodě kondenzátoru.

4). Jaká jsou různá dielektrika používaná k výrobě tantalového kondenzátoru?

• Elektrolyt oxidu manganičitého
• Oxid tantalitý, Ta2O5
• Oxid niobičitý, Nb2O5

5). Vysvětlete označení polarity tantalového kondenzátoru

Polarita a značení na kondenzátorech usnadňují identifikaci anody a katody.

• Dvě pásma a kladné znaménko pomáhá při identifikaci hodnoty kapacity a maximálního pracovního napětí.
• Nejvyšší hodnota vlevo však ukazuje hodnotu kapacity v mikrofaradech (uF). Například hodnota na níže uvedeném obrázku je 2,2 uF.
• Napětí pod hodnotou kapacity je maximální pracovní napětí kondenzátoru, tj. 25V.
• Pod dlouhým pásmem je zaznamenáno kladné znaménko (+). Kombinace dlouhého pásma a znaménka „+“ znamená, že toto místo má pozitivní elektrodu / anodu, zatímco druhá strana označuje negativní elektrodu / katodu.
• Zpětné napětí nebo nesprávné připojení by mohlo kondenzátor poškodit.

6). Definujte impedanci

Impedance je celkový odpor v ohmech jakékoli sítě při určité frekvenci, včetně úhlových částí skutečné i imaginární.

7). Uveďte jeden rozdíl mezi tantalovým a keramickým kondenzátorem.

V tantalovém kondenzátoru se nestabilita kapacity nevykazuje, pokud jde o aplikované napětí, zatímco keramický kondenzátor vykazuje změny kapacity týkající se aplikovaného napětí.

Tantalové kondenzátory však návrháři důvěřují jako spolehlivé součásti. Jeho vylepšené funkce, jako je nižší hmotnost, nízký únik proudu a vysoká kapacita na objem, umožňují použití kapacity v nejrůznějších aplikacích. The tantalový kondenzátor by mělo být správně připojeno, aby nedošlo k poškození.

Vysoký únik / krátký, ESR a nízká kapacita / otevřený jsou tři hlavní důvody selhání kondenzátoru. Výrobci a designéři musí zajistit ochranu před dlouhodobou spolehlivostí. Díky vynikajícím vlastnostem jsou tantalové kondenzátory využívány téměř ve všech průmyslových odvětvích k vývoji vhodné aplikace.