Co to jest kondensator tantalowy - różnice i jego zastosowania

Wysokowydajny tantal kondensator oferuje projektantom niezawodne i stabilne rozwiązanie o dużej pojemności. Przez prawie 60 lat użytkowania, kondensatory tantalowe są wykorzystywane do opracowywania różnych zastosowań w branżach, takich jak awionika wojskowa i komercyjna, automatyka przemysłowa i systemy sterowania, krytyczna i wszczepialna elektronika medyczna, smartfony, laptopy, komputery stacjonarne i notebooki. We wczesnych latach pięćdziesiątych Bell Laboratories wynalazły solidne kondensatory tantalowe jako wysoce zaawansowane i wysoce niezawodne niskonapięciowe kondensatory pomocnicze. W tym artykule omówiono omówienie kondensatora tantalowego.

Co to jest kondensator tantalowy?

Elektrolityczny kondensator tantalowy składa się z metalu tantalowego - działającego jako anoda, otoczonego anodową warstwą tlenku - stosowanego jako dielektryk, który jest ponadto zamknięty przez ciekły lub stały elektrolit jako katodę. Ponieważ dwutlenek manganu (MnO2) ma właściwości samonaprawiające się, aby zapewnić długotrwałą niezawodność, jest stosowany jako katoda .

kondensator tantalowy

Kondensatory tantalowe są wyjątkowo stabilne, mniejsze i lżejsze oraz mają niższe maksymalne napięcie robocze i pojemność. Te kondensatory mają mniejszy prąd i mniej indukcyjność dlatego nie nadają się do obwodów sprzęgających o wysokiej częstotliwości.

Biegunowość i oznaczenia

Plik polaryzacja i oznaczenia kondensatorów tantalowych omówiono poniżej.

• Kondensatory tantalowe są wewnętrznie spolaryzowanymi kondensatorami z dodatnim i ujemnym przewodem i są odpowiednie dla zasilaczy DC. Polaryzacja i oznaczenia na kondensatorach ułatwiają identyfikację anody i katody.
• Dwa pasma i znak dodatni pomagają w identyfikacji wartości pojemności i maksymalnego napięcia roboczego.
• Jednak najwyższa wartość po lewej stronie pokazuje wartość pojemności w mikrofaradach (uF). Na przykład wartość na poniższym rysunku wynosi 2,2 uF.
• Napięcie poniżej wartości pojemności to maksymalne napięcie robocze kondensatora, czyli 25V.
• Pod długim paskiem widoczny jest znak dodatni (+). Kombinacja długiego pasma i znaku „+” wskazuje, że ta strona ma dodatnie odprowadzenie / anodę, podczas gdy druga strona wskazuje ujemną końcówkę / katodę.
• Odwrotne napięcie lub nieprawidłowe podłączenie może spowodować uszkodzenie kondensatora.
• Elektrolityczny tantal
• Awaria kondensatora tantalowego

W zachowaniu odwróconego odchylenia powierzchniowego ciała stałego, tantalu Kondensatory wyjaśnia, że ​​kondensatory tantalowe są zaprojektowane do działania tylko w warunkach polaryzacji napięcia przewodzenia i zawodzą, jeśli przyłożone jest napięcie wsteczne, co obejmuje szybkie włączenie z obwodu o niskiej impedancji lub wystąpienie skoku prądu podczas jego działania.

Tryb awaryjny kondensatora

Artykuł opublikowany przez ASM International jasno to stwierdza Kondensator tantalowy tryb awarii jest podzielony na trzy główne kategorie

Wysoki wyciek / krótki

Przyłożenie napięcia wstecznego może wytworzyć wysokie prądy upływowe, które zwykle występują podczas rozwiązywania problemów, usterek i / lub testów laboratoryjnych. Kondensatory tantalowe z krystalizacją powodują awarię zwarcia, ponieważ gorące punkty powstałe podczas krystalizacji nagrzewają katodę.

Wysoka równoważna rezystancja szeregowa (ESR)

Na ESR kondensatora duży wpływ ma właściwości mechaniczne / termomechaniczne, jeśli jest narażony na montaż na płycie, pobieranie i umieszczanie, rozpływ i żywotność aplikacji. Ten rodzaj naprężenia jest często zagrożony w połączeniach zewnętrznych i / lub wewnętrznych, co prowadzi do wysokiego ESR.

Niska pojemność / otwarty

Ponieważ pojemność kondensatora tantalowego nie zmienia się w normalnych warunkach pracy, awaria jest rzadkością. Niższa pojemność kondensatora tantalowego w dowolnej aplikacji może wskazywać na zwarcie kondensatora, podczas gdy awaria w stanie otwartym może być wynikiem uszkodzenia, uszkodzonego dodatniego przewodu i połączenia przewodów.

wspólne przyczyny kondensatora tantalu

Rozmiary i zastosowania SMD

Kondensator tantalowy oferuje główne funkcje, takie jak ekstremalna stabilność, niezawodność i mały upływ prądu. Te cechy umożliwiają zastosowanie kondensatorów w -

wymiarowanie-kondensatora-tantalu

• Próbkuj i utrzymuj obwód, aby uzyskać długi czas utrzymywania
• Odsprzężenie szyny zasilającej zapewniające wyższą wydajność przy niższym ESR
• Niezwykle wydajne systemy pakowania
• Zastosowania związane z przemysłem wojskowym i lotniczym
• Urządzenia medyczne do podtrzymywania życia
• Sprzęt kosmiczny zapewniający wyższą niezawodność

Płyty główne do zasilacz filtrując, i dużo bardziej ogólnie, najwięcej kondensatorów tantalowych jest produkowanych masowo jako kondensatory tantalowe w postaci SMD (urządzenie do montażu powierzchniowego). Został zaprojektowany z powierzchniami stykowymi po obu stronach obudowy. Zgodnie ze standardami EIA-5335-BAAC, kondensatory chipowe tantalowe są projektowane i produkowane w różnych stylach.

Różnice między tantalem a kondensatorem ceramicznym

Plik tantal i kondensator ceramiczny omówiono poniżej.

W dziedzinie elektroniki powszechnie przyjmuje się kondensatory tantalowe i ceramiczne do projektowania różnych odpowiednich zastosowań. Zobaczmy poniżej różnice między nimi.

Zalety i wady

Lista zalet i wad stałego kondensatora tantalowego obejmuje następujące elementy

Zalety to: długa żywotność, wysoka temperatura odporność , doskonała wydajność, wysoka dokładność, skuteczność w filtrowaniu harmonicznych o wysokiej częstotliwości.

Wady są następujące: bardzo cienka warstwa tlenku, która nie jest wytrzymała, nie wytrzymuje napięcia powyżej wartości granicznych, niski prąd tętnienia.

Zastosowania kondensatora tantalowego

Kondensatory tantalowe oferują różne korzyści, a zatem są wykorzystywane w różnych zastosowaniach, szczególnie w nowoczesnej elektronice dla większej stabilności, aby wytrzymać zakres temperatur i częstotliwości, długoterminową niezawodność i rekordową sprawność wolumetryczną.

Kondensator tantalowy to wymagający element implantów cardio, który automatycznie wykrywa nieregularne bicie serca i generuje wstrząs elektryczny w ciągu kilku sekund. Kondensator ten sprawdza się w najbardziej wymagających branżach, takich jak medycyna, telekomunikacja, lotnictwo, wojsko, motoryzacja i komputery.

FAQs

1). Wymień niektóre zastosowania mokrych kondensatorów tantalowych?

Jest stosowany w branżach takich jak telekomunikacja, awionika, przestrzeń kosmiczna, medycyna, telekomunikacja, aplikacje konsumenckie.

2). Jakie jest napięcie udarowe w odniesieniu do kondensatora tantalowego?

Przepięcie to najwyższe napięcie, które można przyłożyć do kondensatora przez krótszy okres w obwodach o minimalnej rezystancji szeregowej.

3). Co to jest napięcie wsteczne? Co dzieje się z kondensatorem tantalowym po przyłożeniu napięcia wstecznego?

Napięcie wsteczne występuje wtedy, gdy napięcie elektrody anodowej jest ujemne w stosunku do napięcia katody. W przypadku napięcia wstecznego, wsteczny prąd upływowy płynie w postaci małych mikropęknięć lub defektów przez warstwę dielektryczną do anody kondensatora.

4). Jakie są różne dielektryki używane do produkcji kondensatora tantalowego?

• Elektrolit z dwutlenkiem manganu
• Pentatlenek tantalu, Ta2O5
• Pentatlenek niobu, Nb2O5

5). Wyjaśnij oznaczenie biegunowości kondensatora tantalowego

Polaryzacja i oznaczenia na kondensatorach ułatwiają identyfikację anody i katody.

• Dwa pasma i znak dodatni pomagają w identyfikacji wartości pojemności i maksymalnego napięcia roboczego.
• Jednak najwyższa wartość po lewej stronie pokazuje wartość pojemności w mikrofaradach (uF). Na przykład wartość na poniższym rysunku wynosi 2,2 uF.
• Napięcie poniżej wartości pojemności to maksymalne napięcie robocze kondensatora, czyli 25V.
• Pod długim paskiem widoczny jest znak dodatni (+). Kombinacja długiego pasma i znaku „+” wskazuje, że to miejsce ma dodatnie odprowadzenie / anodę, podczas gdy druga strona wskazuje ujemne odprowadzenie / katodę.
• Odwrotne napięcie lub nieprawidłowe podłączenie może spowodować uszkodzenie kondensatora.

6). Zdefiniuj impedancję

Impedancja to całkowita rezystancja w omach dowolnej sieci przy określonej częstotliwości, obejmująca części kątowe zarówno rzeczywistej, jak i urojonej.

7). Podaj jedną różnicę między kondensatorem tantalowym a ceramicznym.

W kondensatorze tantalowym niestabilność pojemności nie jest wykazywana w odniesieniu do przyłożonego napięcia, podczas gdy kondensator ceramiczny wykazuje zmiany pojemności w odniesieniu do przyłożonego napięcia.

Niemniej jednak kondensatory tantalowe cieszą się zaufaniem projektantów jako niezawodne komponenty. Jego ulepszone funkcje, takie jak mniejsza waga, mały upływ prądu i wysoka pojemność na objętość, pozwalają na wykorzystanie pojemności w wielu różnych zastosowaniach. Plik kondensator tantalowy powinny być odpowiednio podłączone, aby uniknąć uszkodzeń.

Wysoki upływ / zwarcie, ESR i niska pojemność / otwarty to trzy główne przyczyny awarii kondensatora. Producenci i projektanci muszą zapewnić ochronę przed i długoterminową niezawodność. Oferowanie wyjątkowych cech sprawia, że ​​kondensatory tantalowe są wykorzystywane w prawie każdej branży do opracowania odpowiedniej aplikacji.