Nennspannung und Tantalkondensatoren

Ich hatte ursprünglich überlegt, einen 6,3-V-0603-Keramikkondensator mit 10 µF zur Stabilisierung des integrierten Spannungsreglers meiner Mikrocontroller zu verwenden. Aufgrund von Temperaturkoeffizienten, Toleranzen und angelegter Spannung (Verlust von bis zu 60 % der Nennleistung) ist dies jedoch möglicherweise nicht möglich. Daher überlege ich, auf Tantalkondensatoren umzusteigen.

Die Mikrocontroller- LDOs geben 2,25 V - 2,75 V aus, um den internen Kern mit Strom zu versorgen. Ich verwende einen PIC24FJ64GA004 und einen dsPIC33FJ128GP804 . Wäre es in Ordnung, hier einen 4-V-Kondensator zu verwenden? Ich habe für Elektrolytkondensatoren immer eine 2-3-fache Bewertung verwendet, aber möglicherweise gelten bei Aluminium-Elektrolytkondensatoren nicht die gleichen Probleme wie bei Tantalkondensatoren (wobei die Lebensdauer über der angelegten Spannung erheblich abnimmt).

Idealerweise möchte ich eine MTTF von 50.000-100.000 Stunden erreichen. Wenn Tantalkondensatoren keine Option sind, erwäge ich die Verwendung eines 22-µF-6,3-V-0805-Keramikkondensators (möglicherweise muss ich die Größe des Footprints ändern), da er selbst bei einem Verlust von 60% innerhalb der Mindestanforderung von 4,7 µF bleibt . Irgendwelche Tipps? Hat jemand schon einmal Tantalkondensatoren verwendet? Was ist mit Keramikkondensatoren für Mikrocontroller-LDOs?

Antworten (3)

Sie hängt stark von der Temperatur ab, die Sie in Ihrer Anwendung erwarten. Empfehlungen besagen, dass 80 % der Nennspannung nie überschritten werden sollten und bei 85 °C nicht mehr als 50 % der Nennspannung angelegt werden sollten. Der Katalog unter diesem Link enthält beispielsweise viele Derating-Diagramme für verschiedene Arten von Tantalkondensatoren. Aus dieser Quelle, mit Anmerkungen:

Tantalkondensator-Spannungsminderung über Temperatur, Quelle: AVX

Tantalkondensator-Spannungsreduzierung, Quelle: AVX

Weiterführende Literatur: Surge in Solid Tantalum Capacitors, John Gill, AVX Ltd, Tantalum Division, Paignton, England, Lit. Nr. S-HDF10M295-N

4-V-Tantalkondensatoren sind in Ordnung, aber ich persönlich liebe die Keramikkondensatoren so sehr. Außerdem ist jedes µF eines Keramikkondensators aufgrund des niedrigeren ESR "besser" als ein Tantalkondensator .

Bevor ich mich also für Tantal entscheide, würde ich den Preis von Keramikkondensatoren mit einem besseren Dielektrikum prüfen, das bei 85 °C (185 °F) immer noch 4,7 µF liefert.

Sie sollten Ihre LDO-Spezifikation auf ESR-Grenzwerte überprüfen. Einige könnten mit zu niedrigem ESR oszillieren. Und wenn es mit einer 1-µF-Keramik bei 85 ° C stabil ist, würde ich persönlich bei Keramik bleiben. Einfach mehr Zuverlässigkeit.

10 µF 0603 wird wahrscheinlich ein Y5V- Dielektrikum sein, das einen schlechten Temperaturkoeffizienten und eine schlechte Spannungsabhängigkeit hat. X7R- Dielektrikum (wird ein größeres Gehäuse sein) sollte in Ordnung sein.

Eigentlich ist die Kappe X5R.
X5R ist gut für -55 bis +85 mit einer Schwankung von +/- 15 %. Ich würde mich an die Empfehlungen von AVX zum Derating halten. Siehe avx.com/tantalum/data/tech/voltage_deraing.pdf
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