Čo je tantalový kondenzátor - rozdiely a jeho aplikácie

Vysoko výkonný tantal kondenzátor ponúka návrhárom spoľahlivé a stabilné vysokokapacitné riešenie. S takmer 60-ročným používaním sa tantalové kondenzátory používajú na vývoj rôznych aplikácií pre priemyselné odvetvia, ako je vojenská a komerčná avionika, priemyselná automatizácia a riadiace systémy, kritická a implantovateľná lekárska elektronika, smartphony, notebooky, stolné počítače a notebooky. Spoločnosť Bell Laboratories na začiatku 50. rokov minulého storočia vynašla pevné tantalové kondenzátory ako vysoko pokročilý a veľmi spoľahlivý podporný kondenzátor nízkeho napätia. Tento článok pojednáva o prehľade tantalového kondenzátora.

Čo je tantalový kondenzátor?

Elektrolytický tantalový kondenzátor obsahuje tantalový kov pôsobiaci ako anóda lemovaný vrstvou oxidu anodického oxidu použitého ako dielektrikum, ktoré je ďalej uzavreté buď tekutým alebo pevným elektrolytom ako katódou. Pretože oxid manganičitý (MnO2) ponúka samoliečebné vlastnosti na zabezpečenie dlhodobej spoľahlivosti, používa sa ako katóda .

tantalový kondenzátor

Tantalové kondenzátory sú mimoriadne stabilné, menšie a ľahšie a majú nižšie maximálne pracovné napätie a kapacitu. Z týchto kondenzátorov uniká menší prúd a majú menší prúd indukčnosť , preto nie sú vhodné pre vysokofrekvenčné spojovacie obvody.

Polarita a označenia

The polarita a značenie tantalového kondenzátora sú diskutované nižšie.

• Tantalové kondenzátory sú vrodene polarizované kondenzátory s kladným a záporným vodičom a sú vhodné pre napájanie jednosmerným prúdom. Polarita a značenie na kondenzátoroch uľahčuje identifikáciu anódy a katódy.
• Dve pásma a kladné znamienko pomáhajú pri identifikácii hodnoty kapacity a maximálneho pracovného napätia.
• Avšak najvyššia hodnota vľavo odhaľuje hodnotu kapacity v mikrofaradoch (uF). Napríklad hodnota na nasledujúcom obrázku je 2,2 uF.
• Napätie pod hodnotou kapacity je maximálne pracovné napätie kondenzátora, t. J. 25V.
• Pozitívne (+) znamienko je zaznamenané pod dlhým pásmom. Kombinácia dlhého pásma a znamienka „+“ naznačuje, že táto strana má kladné vedenie / anódu, zatiaľ čo druhá strana označuje záporné vedenie / katódu.
• Spätné napätie alebo nesprávne pripojenie by mohlo poškodiť kondenzátor.
• Tantalové elektrolytické
• Porucha tantalového kondenzátora

In Reverse Bias Behavior of Surface Mount Solid, Tantalum Kondenzátory vysvetľuje, že tantalové kondenzátory sú navrhnuté tak, aby fungovali iba v podmienkach so skreslením dopredného napätia a zlyhali, ak sa použije spätné napätie, ktoré zahŕňa rýchle zapnutie z obvodu s nízkou impedanciou alebo výskyt prúdového skoku počas jeho prevádzky.

Poruchový režim kondenzátora

Dokument publikovaný spoločnosťou ASM International to jasne uvádza Tantalový kondenzátor poruchový režim je rozdelený do troch hlavných Kategórie

Vysoký únik / krátky

Aplikácia reverzného napätia môže spôsobiť vysoké zvodové prúdy, ktoré sa zvyčajne vyskytujú počas riešenia problémov, porúch alebo testovania na skúšobnom zariadení. Tantalové kondenzátory s kryštalizáciou spôsobujú skrat, pretože horúce body vytvorené počas kryštalizácie zahrievajú katódu.

Vysoko ekvivalentný sériový odpor (ESR)

ESR kondenzátora je silno ovplyvnený mechanickým / termomechanickým, ak je vystavený montáži na dosku, vybratiu a umiestneniu, pretaveniu a životnosti aplikácie. Takýto typ stresu je často narušený vo vonkajších a / alebo vnútorných spojeniach, čo vedie k vysokej ESR.

Nízka kapacita / otvorené

Pretože kapacita tantalového kondenzátora sa za normálnych prevádzkových podmienok nemení, porucha je neobvyklá. Nižšia kapacita tantalového kondenzátora v ktorejkoľvek aplikácii môže byť indikáciou skratovaného kondenzátora, zatiaľ čo porucha otvorenia môže byť výsledkom narušeného poškodenia kladného vedenia a vodiča.

bežné príčiny tantalového kondenzátora

Veľkosti a použitie SMD

Tantalový kondenzátor ponúka hlavné funkcie, ako je extrémna stabilita, spoľahlivosť a únik malého prúdu. Tieto vlastnosti umožňujú použitie kondenzátorov v -

dimenzovanie tantalového kondenzátora

• Vzorkujte a podržte obvod, aby ste dosiahli dlhú dobu zadržania
• Oddelenie napájania z koľajnice ponúkajúce vyššiu účinnosť s nižšou ESR
• Mimoriadne efektívne obalové systémy
• Aplikácie súvisiace s vojenským a leteckým priemyslom
• Záchranné lekárske prístroje
• Vesmírna výbava pre vyššiu spoľahlivosť

Základné dosky pre Zdroj filtrovanie a ešte oveľa viac, najvyšší počet tantalových kondenzátorov sa vyrába sériovo ako tantalový čipový kondenzátor vo forme SMD (povrchové montážne zariadenie). Je navrhnutý s kontaktnými plochami na oboch stranách puzdra. Podľa štandardov EIA-5335-BAAC sú tantalové čipové kondenzátory navrhnuté a vyrobené v rôznych štýloch.

Rozdiely medzi tantalom a keramickým kondenzátorom

The tantalový a keramický kondenzátor sú diskutované nižšie.

V oblasti elektroniky sú tantalové a keramické kondenzátory všeobecne prijímané na navrhovanie rôznych vhodných aplikácií. Pozrime sa ďalej na rozdiely medzi nimi.

Výhody a nevýhody

Zoznam výhod a nevýhod pevného tantalového kondenzátora obsahuje nasledujúce

Výhody sú: dlhá životnosť, vysoká teplota odpor , vynikajúci výkon, vysoká presnosť, účinnosť pri filtrovaní vysokofrekvenčných harmonických.

Nevýhody sú: Mať veľmi tenkú vrstvu oxidu, ktorá nie je robustná, nevydrží napätie nad limitmi, nízke zvlnenie prúdu.

Aplikácie tantalového kondenzátora

Tantalové kondenzátory ponúkajú rôzne výhody, a preto sa využívajú v rôznych aplikáciách, najmä v modernej elektronike pre vyššiu stabilitu, aby vydržali rozsah teplôt a frekvencií, dlhodobú spoľahlivosť a rekordne vysokú objemovú účinnosť.

Tantalový kondenzátor je náročnou súčasťou kardioimplantátov na automatické snímanie nepravidelných srdcových rytmov a na niekoľko sekúnd elektrický šok. Tento kondenzátor nachádza svoje postavenie v najnáročnejších odvetviach priemyslu, ako sú lekárstvo, telekomunikácie, letectvo, armáda, automobilový priemysel a počítače.

Časté otázky

1). Pomenujte niektoré aplikácie mokrých tantalových kondenzátorov?

Používa sa v priemyselných odvetviach ako telekomunikácie, avionika, vesmír, medicína, telekomunikácie, spotrebiteľské aplikácie.

2). Čo je rázové napätie z hľadiska tantalového kondenzátora?

Prepäťové napätie je najvyššie napätie, ktoré možno na kondenzátor privádzať na kratšiu dobu v obvodoch, ktoré majú minimálny sériový odpor.

3). Čo je reverzné napätie? Čo sa stane s tantalovým kondenzátorom, keď sa použije reverzné napätie?

Reverzné napätie je miesto, kde je napätie anódovej elektródy záporné, pokiaľ ide o napätie katódy. Pri spätnom napätí preteká spätný zvodový prúd v malých mikrotrhlinách alebo poruchách cez dielektrickú vrstvu k anóde kondenzátora.

4). Aké sú rôzne dielektriky používané na výrobu tantalového kondenzátora?

• Elektrolyt oxidu manganičitého
• Oxid tantalitý, Ta2O5
• Oxid niobičitý, Nb205

5). Vysvetlite označenie polarity tantalového kondenzátora

Polarita a značenie na kondenzátoroch uľahčuje identifikáciu anódy a katódy.

• Dve pásma a kladné znamienko pomáhajú pri identifikácii hodnoty kapacity a maximálneho pracovného napätia.
• Avšak najvyššia hodnota vľavo odhaľuje hodnotu kapacity v mikrofaradoch (uF). Napríklad hodnota na nasledujúcom obrázku je 2,2 uF.
• Napätie pod hodnotou kapacity je maximálne pracovné napätie kondenzátora, t. J. 25V.
• Pozitívne (+) znamienko je zaznamenané pod dlhým pásmom. Kombinácia dlhého pásma a znamienka „+“ naznačuje, že toto miesto má kladnú elektródu / anódu, zatiaľ čo druhá strana označuje negatívnu elektródu / katódu.
• Opačné napätie alebo nesprávne pripojenie by mohlo kondenzátor poškodiť.

6). Definujte impedanciu

Impedancia je celkový odpor v ohmoch akejkoľvek siete pri konkrétnej frekvencii vrátane uhlových častí skutočnej aj imaginárnej.

7). Uveďte jeden rozdiel medzi tantalovým a keramickým kondenzátorom.

V tantalovom kondenzátore sa kapacitná nestabilita nevykazuje, pokiaľ ide o použité napätie, zatiaľ čo keramický kondenzátor vykazuje kapacitné zmeny týkajúce sa použitého napätia.

Napriek tomu sú tantalové kondenzátory návrhárom dôveryhodné ako spoľahlivé komponenty. Jeho vylepšené funkcie, ako je nižšia hmotnosť, malý únik prúdu a veľká kapacita na jeden zväzok, umožňujú použitie kapacity v širokej škále aplikácií. The tantalový kondenzátor by mali byť správne pripojené, aby nedošlo k poškodeniu.

Vysoký únik / krátky, ESR a nízka kapacita / otvorená sú tri hlavné dôvody poruchy kondenzátora. Výrobcovia a dizajnéri musia zabezpečiť ochranu pred dlhodobou spoľahlivosťou. Vďaka vynikajúcim vlastnostiam sa tantalové kondenzátory používajú takmer v každom priemysle na vývoj vhodnej aplikácie.