Jump to content

    
Sign in to follow this  
iliusmaster

Танталовые конденсаторы, ЗАЧЕМ?

Recommended Posts

В силу специфики работы с ПЛИС с большой емкостью вентилей, мне нужно делать DC/DC преобразователи 12 вольт -> 0,9...1,05 вольт на 25....35 Ампер.

в качестве контроллера для обеспечения точности регулирования, обеспечения заданного уровня пульсаций, и отсутствия отечественной альтернативы использую LTC3709 2-phase step-down.

для возможности проверить приведу некоторые данные.

рабочая частота 304 кГц, 2 фазы.

дроссели - два IHLP4040 по 0,36 uH

транзисторы - RJK0329 Renesas верхние

- RJK0305 Renesas нижние

для обеспечения уровня пульсаций менее 20 милливольт, а также максимального выброса напряжения не более 100 mV при броске тока в 15А для корректной работы ПЛИС требуется по моим расчетам обеспечить общее ESR конденсаторов на уровне 3 mOhm, или менее, и емкостью 1200 мкФ или чуть более,

я ставлю здесь четыре T520V337M004ATE009 Kemet + керамику 4х 10 uF 25V Murata. Со стороны источника.

 

сможете предложить какие-либо ваши варианты с алюминием и керамикой?

да вообще ничего.

не может быть у алюминия сколько-нибудь вменяемого ESR на частоте 300 кГц.

 

и я не верю в то, что алюминий сможет обеспечить пульсации менее 150 милливольт в данном применении.

Share this post


Link to post
Share on other sites
сможете предложить какие-либо ваши варианты с алюминием и керамикой?

да вообще ничего.

У нас по емкостям бывают совсем другие задачи - типа источников токовых импульсов в сотни ампер. И там, вообще говоря, вряд ли есть альтернатива алюминиевым. Вллюще, правильным подходом было бы характеризовать конденсаторы не по абсолютному значению ESR, а по постоянной времени разряда - ESR*C.

А в Вашей задаче, вообще говоря, нужно бы просто применить двузвенный фильтр, а не обнозвенный.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А в Вашей задаче, вообще говоря, нужно бы просто применить двузвенный фильтр, а не обнозвенный.

фильтр? питания? в цифровой технике - это лишний/бесполезный прогрев воздуха.

бессмысленно, поскольку потребление самой м/сх разрядит второе звено вашего "фильтра" до неприемлемого уровня задолго до того, как энергия перейдёт из 1-го звена вашего "фильтра" во 2-е.

 

кстати, что касается аналоговой техники - а ну-ка вспомните DC/DC источники питания для GSM 2G 900/1800 сетей в мобильниках. высокочастотные ~1...2 МГц. специально, чтобы по габаритам не вылезать во что-то огромное и алюминиевое, и при этом не проседать на передаче, хотя полоса 2G GSM сигнала всето 300 кГц.

Share this post


Link to post
Share on other sites
бессмысленно, поскольку потребление самой м/сх разрядит второе звено вашего "фильтра" до неприемлемого уровня задолго до того, как энергия перейдёт из 1-го звена вашего "фильтра" во 2-е.

Развязка самой микросхемы и шины - это разговор отдельный (а что, там действительно при токах порядка 5А длительность в несколько микросекунд?). Но Вы очень тщательно описали сам источник - соответственно и ответ. Кстати, если все стоит со стороны источника - как оно развяжет ПЛИС, которая отделена индуктивностью проводников.

источники питания для GSM 2G 900/1800 сетей в мобильниках. высокочастотные ~1...2 МГц. специально, чтобы по габаритам не вылезать во что-то огромное и алюминиевое, и при этом не проседать на передаче, хотя полоса 2G GSM сигнала всето 300 кГц

Здесь да, конечно (хотя, не понял, при чем тут полоса самого сигнала).

Share this post


Link to post
Share on other sites
Здесь да, конечно (хотя, не понял, при чем тут полоса самого сигнала).

а тут всё просто - дело в единицах измерения.

например, в пересчете на плотность эквивалентно изотропно излучаемой мощности.

Share this post


Link to post
Share on other sites
У нас - другие

Господа, не возбуждайтесь, пожалуйста иначе ветку ждет знатное будущее

ТС на geektimes: Прогревать аппаратуру в которой наличествуют электролитические конденсаторы имеет СМЫСЛ! Происходит формовка тех самых конденсаторов. Провода также влияют.

Профессионалам и без этой темы понятно зачем служит каждый тип конденсаторов, и они прекрасно могут соблюдать рекомендации производителя.

Очевидно же: если рынок выпускает танталовые конденсаторы, то это не просто чья-то привычка.

 

Обратите внимание на посты ТС - по-моему они имеют явно негативный характер.

Возможно ТС следует перечитать правила этого форума, а форумчанам менее эмоционально реагировать на провокационные сообщения?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest TSlicer
Профессионалам и без этой темы понятно зачем служит каждый тип конденсаторов, и они прекрасно могут соблюдать рекомендации производителя.

+1

Ваша правда.

Будет время - сделаю измерения по отечественным ниобиевым и танталовым конденсаторам в диапазоне до 25 MHz.

Edited by TSlicer

Share this post


Link to post
Share on other sites
... действительно при токах порядка 5А длительность в несколько микросекунд?)....

...Кстати, если все стоит со стороны источника - как оно развяжет ПЛИС, которая отделена индуктивностью проводников.

...

 

- Действительность на ПЛИСах никогда толком не известна.

Но с учётом расчётных токов в несколько десятков ампер (у мены до 30А получалось), такие "плюхи" не выглядят чем-то особо экзотичным.

 

- Свят, свят. Кто говорил, что "все стоит со стороны источника"?

Обвязка ПЛИС по питанию - это вообще отдельная история.

Так что, krux рассказал только о цветочках, имеющих непосредственное отношение к теме.

 

А вообще-то, тема ни о чём.

Share this post


Link to post
Share on other sites
для обеспечения уровня пульсаций менее 20 милливольт, а также максимального выброса напряжения не более 100 mV при броске тока в 15А для корректной работы ПЛИС требуется по моим расчетам обеспечить общее ESR конденсаторов на уровне 3 mOhm, или менее, и емкостью 1200 мкФ или чуть более,

я ставлю здесь четыре T520V337M004ATE009 Kemet + керамику 4х 10 uF 25V Murata. Со стороны источника.

сможете предложить какие-либо ваши варианты с алюминием и керамикой?

да вообще ничего.

не может быть у алюминия сколько-нибудь вменяемого ESR на частоте 300 кГц.

и я не верю в то, что алюминий сможет обеспечить пульсации менее 150 милливольт в данном применении.

Для эксперимента, при столь малых напряжениях попробовать можно керамику GRM32EC80G227ME05L в корпусе 1210 с такими параметрами 220мкФ*4В(DC) 6мОм (100КГц) 1мОм(300КГц); Ток 7 А при нагреве + 30 град к окружающей среде.

или "АЛЮМИНИЕВЫЙ" полимерный ECASD90G337M008K00. Характеристики как у вашего тантала....

Уверен, результат вас удивит.

 

Как говорят "профессионалы" выше - тема ни о чем.

Я не согласен, потому что обсуждать как раз надо именно такие темы пограничные, на наших глазах меняется элементная база, в последние 15 лет появились полимерные "алюминиевые" электролитические конденсаторы с ЕСР и токами утечки как и у танталов. + керамика на 220 - 330 мкФ в корпусах 1210.

И вот тут нужно определять применимость этих решений. Про опыт применения современных связок "алюминиевых" конденсаторов + керамика в замену "тантала" я и спрашиваю. Я не профессионал и не так часто разрабатываю устройства, в которых бы применял тантал, в последнее время вообще от тантала отказался. Потому мне интересно мнение профессионалов, которые возможно уже обкатали разные решения и натыкались на грабли, а может все прошло блестяще и они также отказались от тантала.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Именно полярность и малый ток утечки позволяют блокировать возбуждение?

Не именно, а в сочетании с ёмкостью танталового конденсатора. Это особенно заметно в обвязке малошумящих линейных стабилизаторов и схем шумоподавления. Несимметричный тантал проявляет себя как нелинейный элемент, в то время как керамика "звенит" от переходных процессов.

 

Пример такого поведения я наблюдал при отладке синтезатора с ФАПЧ, где средняя точка "виртуальной земли" ОУ петлевого фильтра формировалась резистивным делителем напряжения питания. Когда нижнее плечо шунтировалось керамикой, ОУ "перекашивало" по включению из-за переходных процессов в паразитных тиристорных структур во входных цепях ОУ. Как только заменил керамику 10 мкФ на аналогичный тантал - эффект исчез.

Для эксперимента, при столь малых напряжениях попробовать можно керамику GRM32EC80G227ME05L в корпусе 1210 с такими параметрами 220мкФ*4В(DC) 6мОм (100КГц) 1мОм(300КГц); Ток 7 А при нагреве + 30 град к окружающей среде.

Здесь было бы интересно, как это решение поведёт себя не на +30оС, а на и -40-60оС. Я думаю, что просядет весьма серьёзно.

И ту ещё одни скрытые детские грабли - массовая подделка керамических конденсаторов, тогда как с танталовыми подделками вообще не сталкивался.

Share this post


Link to post
Share on other sites
...

Я не согласен, потому что обсуждать как раз надо именно такие темы пограничные, на наших глазах меняется элементная база, в последние 15 лет появились полимерные "алюминиевые" электролитические конденсаторы с ЕСР и токами утечки как и у танталов. + керамика на 220 - 330 мкФ в корпусах 1210.

...

 

Ну Вы прям глаза открыли. "А пацаны-то и не знали" (с), что элементная база всё время меняется.

Тема ни о чём хотя бы потому, что и тантал нынче совсем не тот, и люминий люминию рознь.

Поставь вопрос по-другому, более конкретно что-ли, и было бы что обсуждать.

 

 

... Когда нижнее плечо шунтировалось керамикой, ОУ "перекашивало" по включению из-за переходных процессов в паразитных тиристорных структур во входных цепях ОУ. Как только заменил керамику 10 мкФ на аналогичный тантал - эффект исчез.

...

 

Честно говоря, не слишком понятно, как оно при переходных процессах на включении могло сыграть.

 

Не говоря уже о том, что с переходными процессами на включении в принципе бывает разбраться трудно.

Т.е., такой подход при решении подобных проблем м.б. чреват. Учесть разброс параметров, дрейф и т.п. крайне проблематично.

Тем более, в вашем случае очень сильно попахивает чувствительностью к ESR, проще и надёжней добавить к керамике последовательный резистор.

 

 

...

 

Здесь было бы интересно, как это решение поведёт себя не на +30оС, а на и -40-60оС. Я думаю, что просядет весьма серьёзно.

...

 

Дык, вроде как не более чем температурный уход ёмкости для конкретного типа.

Паразитная индуктивность сильно меняться не должна, да и потерям не с чего. Хотя, проверить этот момент стоит.

 

Большие ёмкости вполне доступны для X5R и X5S, а это 15 и 22% соответственно для -55...85Ц.

С X7R всё несколько хуже. Но производители исправляются потихоньку.

П.С. И да, предложенный iliusmaster-ом вариант X6S 20% –55 to 105°C тоже очень даже, всяко лучше "пятерок".

Share this post


Link to post
Share on other sites
Честно говоря, не слишком понятно, как оно при переходных процессах на включении могло сыграть.

 

Не говоря уже о том, что с переходными процессами на включении в принципе бывает разбраться трудно.

Т.е., такой подход при решении подобных проблем м.б. чреват. Учесть разброс параметров, дрейф и т.п. крайне проблематично.

Да, Вы правы, полного понимания не было, как и во многих иных случаях:

- когда ставил параллельно керамике в питании ОУ большой тантал и убирал огромные шумы

- когда добавлял танталы в питание ГУНа и давил шумы синтезатора

- когда менял керамику на тантал в обвязке малошумящего LDO и снижал шумы.

- и т.д.

Тогда "больших и хороших" керамик не было, да и хорошие в моём случае - NP0 или лучше :rolleyes:

 

А в общем с ТС я согласен. Сам от них постепенно избавляюсь в новых разработказ.

Но по-умному: чтобы можно было откатить обратно, к танталам. Практика - критерий истины :1111493779:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this