MLCC vs. Tantalum: Zur Entkopplung, Eingang zum Regler und Reduzierung der Welligkeit

Die kurze Antwort lautet: Wenn Sie viel Kapazität auf kleinem Raum benötigen, werden Tantal (oder Nioboxid für sehr niedrige Spannungen) attraktiv.

In diesem Fall macht Keramik Sinn.

Ich mag es aus mehreren Gründen nicht, trockenes Tantal zu verwenden; Sie sind anfällig für Ausfälle einfach aufgrund von Reflow, selbst wenn sie richtig herabgesetzt sind, und mit einer Quelle mit niedriger Impedanz (was die Stromversorgung ist) können sie spektakulär pyrotechnisch werden . Darüber hinaus haben sie über etwa 400 kHz praktisch keine Kapazität (wenn Sie also über dieser Frequenz entkoppeln müssen, sind Tantal ohnehin nutzlos).

Es gibt Zeiten, in denen Tantal verwendet wird, aber ich verwende sie nur, wenn es sein muss.

Im Falle eines niedrigen ESR, der bestimmte Reglerinstabilitäten verursacht (hauptsächlich LDO-Geräte und Strommodus-Bucks), würde ich nicht darauf vertrauen, dass der ESR eines Tantals mich rettet; Der Hersteller wird Ihnen den maximalen ESR mitteilen, aber nicht den Mindestwert , der genauso wichtig ist.

In diesen Fällen verwende ich eine Keramik mit einem Vorwiderstand, um den korrekten effektiven ESR über die Temperatur zu gewährleisten.

Ja, ich weiß, die Frage ist alt, aber ich dachte, das sollte auch erwähnt werden.

Während die Verwendung von Keramikkappen zur Entkopplung oder zum Ausgang im Allgemeinen in Ordnung wäre, kann ihre Verwendung als Eingangskappen, insbesondere ohne Verwendung eines Widerstands (wie Peter Smith in einem Kommentar zu seiner Antwort feststellte), bei einigen Reglern in einigen Konfigurationen Probleme verursachen .

Das Folgende ist eine Paraphase der Informationen aus dem Linear Tech App Note AN-88 „Ceramic Input Capacitors Can Cause Overvoltage Transients“ .

Das Problem ist, dass eine Kombination aus Leitungsinduktivität und Ausgangsleistungsfilterinduktivitäten, Ausgangskappen, den verschiedenen Kappen und kombinierten Widerständen (der verschiedenen ESRs und Leitungswiderstände) einen Serienresonanzkreis bilden kann, der aufgrund der Keramikkappen einen sehr niedrigen ESR aufweist , ist unterdämpft. Dies bedeutet, dass, wenn die Eingangsleistung bereits aktiv ist, wenn der Regler eingeschaltet wird, Spannungstransienten von mehr als dem Doppelten der Eingangsspannung auftreten können.

Dies ist zwar kein Problem, wenn der betreffende Regler einen großen Eingang verarbeiten kann (einige Kfz-Regler können problemlos über 40 V Dauerspannung und Transienten über 100 V verarbeiten), stellen Sie sich jetzt vor, einen 5-V-Nennregler mit einem 4-V-Eingang zu verwenden, es könnten Spitzen auftreten auf 9 oder 10 Volt. Wie oft könnte es dauern, bis es versagt...

Die Abhilfe besteht in diesem Fall darin, den Tankkreislauf in irgendeiner Form oder Weise zu dämpfen. Ein 1-Ohm-Reihenwiderstand könnte dies beheben, ebenso wie der Wechsel zu einer höheren ESR-Kappe, wenn er die beteiligten Spannungen aufnehmen kann.