セラミック(MLCC)対タンタルコンデンサ


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エレクトロニクス設計者の観点から、価格/コストおよび社会的考慮事項も考慮します(以下のコルタンの採掘と倫理のリンクを参照

率直に言って私の質問は、次のとおりです。どの特定の場合に注意し、タンタルコンデンサの使用を継続する必要があるか。この問題に対するあらゆる種類の答えと技術的アプローチは、私にとって非常に有用です(そして、もちろん他のデザイナーにとっても)。

調査する特定の側面:

  • 直列等価回路。
  • マイクロフォニックス。この点で、MLCCは本当にどれほど悪いのでしょうか?
  • 電圧と温度による容量依存性。
  • 過電圧および故障モード。
  • 平均寿命と信頼性。

追加のコンテキスト:

  • すべてのタンタル電解コンデンサの90%以上がSMDスタイルで製造されていると仮定して、特に表面実装技術(SMT)に取り組んでいます。
  • ここでは、他の考慮事項が適用される可能性のある電力エレクトロニクスアプリケーションを特に捨てて、大量の家電製品に焦点を当てています。上記の考慮事項がコンデンサにとって重要である電力変換/管理回路を除外していません。
  • Wikipediaでコルタンの社会的影響について詳しく読むことができます:https : //en.wikipedia.org/wiki/Coltan_mining_and_ethics

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したがって、基本的に「技術的なニーズが私の倫理をオーバーライドするとき」は、意見だけにつながるすべての人に異なる答えを導きます。
PlasmaHH

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「ここでは、他の考慮事項が適用される可能性のあるパワーエレクトロニクスアプリケーションを特に捨てて、大量の家電製品に焦点を当てています。」消費者製品内の電力変換および管理アプリケーションには興味がありませんか?ここで、リストした多くの理由から、コンデンサの選択が最も重要になります。
ジョンD

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私のルールはタンタルではありません。限目。私は消費者市場向けにバッテリー駆動の携帯機器を設計しています。22 uF以上必要な場合は、アルミ電解を使用します。ほとんどの場合、22 uFで十分です。これは倫理に左右されません。それは、ドットコムブーム時代のタンタル不足の悪夢のような記憶に基づいています。私の回路は、マイクロフォニックスに問題があるようなものではありません。しかし、私の理解では、それはいくつかのアプリケーションで実際の問題になり得るということです。
mkeith

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私がアップルで働き、彼らが私にタンタルで設計することを望むならば、もちろんそれをします。Appleには、他社ができないときに部品を調達する機能があります。サプライヤーはAppleに優先権を与えます(他の会社に約束された供給の割り当てを解除することさえ)。また、Appleには、タンタル価格の高騰を吸収できるマージンがあります。彼らはまた、良い価格設定を交渉する能力を持っていますが。
mkeith

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@ John-dあなたは絶対に正しい。「パワーエレクトロニクスアプリケーション」に関する私の声明はあまり明確ではありません。私は、高出力アプリケーションには興味がなかったと言うつもりでした。しかし、それはどこでも事実上必要とされる電力変換回路を除外することではありません。元の質問を更新します。
jose.angel.jimenez

回答:


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これに関するアプリケーションノートがたくさんあります。「タンタルvsセラミックコンデンサ」のGoogle。

セラミックコンデンサは、ESRとESLに最適です。そのため、電源の温度上昇を抑えて、大きなリップル電流を処理できます。同様に、高速システム(ACカップリングコンデンサ)の信号品質を妨げません。ただし、DCバイアス特性は劣っています。47uF X5Rのように、6.3Vは3.3Vで〜23uFです。この低ESRとESLは、場合によっては悪いかもしれません。たとえば、出力で安定するために十分なリップルを必要とする一部の降圧コンバータ。また、ESLが低いとケーブルの静電容量に反応して、不要な振動が発生します。

タンタルコンデンサは、体積効率と安価なコストで最もよく知られていますが、サージ電流により故障しやすい傾向があります。POSCAP(ポリマーコンデンサ)のような代替手段があります。

ここに画像の説明を入力してください


有益なコメントをありがとう。添付した表の参照元を示してください。
jose.angel.jimenez

「タンタルvsセラミックコンデンサ」のgoogleの1番目または2番目のリンクには、このPDFからこの表を取りました...
....-user19579

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タントは、高いターンオンサージ電流が可能なアプリケーションを好みません…レギュレータの出力はい(電流は制限されます)…レギュレータへの入力はありません(おそらく電流は制限されません)。これは、たとえば10ボルトのアプリケーションで35ボルトを使用して、電圧を可能な限りディレーティングすることで部分的に軽減できます。


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ほとんどの場合、セラミックまたはタンタルコンデンサを使用するという私の決定は、コストに基づいています。10uFより大きい容量が必要な場合、セラミックコンデンサは高価であり、タンタルコンデンサは適切なオプションです。


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今世紀大衆向け製品で[個人的に]見た唯一の場所は、Unidenコードレス電話のVCO(ワイヤレス用)でした。

あなたが私にこれについて興味を起こさせたので、私は(タンタルとVCOのために)少しグーグルをして、ひどく古くなく(2004)、そのBOMにいくつかのタンタルキャップを持っているMAX2572EVKITを見つけました。これはGSM VCOです。また、[かなり古く見える] GSM電話の分解を発見し、タンタルキャップを見つけましたが、どのサブシステムにあるのかはわかりません。

HMC836LP6CEのデータシートにもいくつか見つかりました。これは明確な日付ではありませんが、リビジョン番号は2011または2012のように見えます。これは4G PLL / VCOであるため、信じられないほど古くなりません。別の分解では、iPhone 6のPCBにいくつかの問題が見つかりました。これらはロームによって作られたもので、電話での役割はそこには記載されていませんが、「iPhone 6で最も高価なコンデンサ」であると主張しています。

また、Arduino GSMモジュールのタンタルキャップが発火するこのストーリーにも注意してください。もちろん、Arduinoシールドの部品選択は、おそらくAppleよりもはるかに低い基準で行われます...

「特にパワーエレクトロニクスアプリケーションを破棄する」という意味は完全にはわかりませんが、他の人がこれに興味を持っている場合は、iPhone充電器の分解で見つかったものもあります。


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便利なリンクと優れた洞察力に感謝します!「パワーエレクトロニクスアプリケーション」についての私の声明はあまり明確ではありません。私は、高出力アプリケーションには興味がなかったと言うつもりでした。しかし、それはどこでも事実上必要とされる電力変換回路を除外することではありません。
jose.angel.jimenez
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