Tantal vs elektrolytkondning

[Melkutt]

Håller på att konstruera ett kretskort för mätning av ström/spänning på mitt pågående labb aggs bygge.
Sitter vid surfplattan nu så jag kan inte posta schema, men jag tror inte det finns behov utav det i den här tråden.

I grova drag så är det uppbyggt kring en Arduino Nano och en MCP3208 ADC för att kunna få 12bit upplösning, sen så sitter det en MAX4080 som mäter spänningsfallet över en strömschunt och förstärker utsignalen.
Men för att få bättre upplösning så har jag valt att lägga till en REF198GSZ spänningref på 4.096v.
I databladet rekommenderar tillverkaren en 1uF tantal kondensator på "output" pinnen.
Efter som det är "noga" med utspänningen så vill man inte bara kasta dit något utan att veta vad det gör i slutändan.

Så nu till min fundering!

Har fått lära mig att tantaler skall man undvika så länge de verkligen inte behövs, men frågan är då när är det dem behövs?
Enda fördelen jag har lyckats hitta är att det är lågt ESR i och lågt brus?
Som jag har förstått det så dödar man en tantal vid fel polaritet och vid ström-rusning vid start, sen så kan dom få för sig att lyfta på hatten lite när som?
Kan man sonika byte ut tantalen mot en elyt kondning eller kanske en keramisk?

Så vad finns det att säga om tantaler?

[opatagio]

Ta reda på vilka parametrar som är viktiga i din koppling, låg esr, hög värmetålighet/livslängd, rippel osv. Detta bör sen avgöra vilken typ du ska köra på. Själv har jag börjat byta till polymer och keramiska istället för tantal och våta elektrolyter.

[Melkutt]

Problemet här är att jag är rätt ny på detta

Det jag lyckas hitta i databladet är att det rekommenderas en tantal just för att det är låg ESR, men för mig säger det igentligen inte så mycket.
Vart går gränsen mellan högt och lågt?

Har suttit å jämfört datablad mellan tantal och elektrolyt, tycker att det inte skiljer nått nämnvärt, ligger mellan 3-5ohm vid 100kHz.
Har även kikat på 67-313-13 som har ett ESR på 240mOhm, alltså en klar skillnad!
Enda är att den ligger utför "specen" på 4,7uF istället för 1uF, men det borde bara va till fördel!

Värmetåligitheten borde jag inte behöva bry mig om, ADCn drar 1nA på vRef pinnen om jag inte missminner mig och det sitter inget i närheten som utvecklar någon större värme.

Ang rippel så är jag för grön för att svara på det, men kretsen förbrukar en försumbar ström och spänningsref. matas med en stab. 5v lina med gott om kondningar.

En av funderingarna var vad är det för några fördelar med just tantal utöver "lågt" ESR?

Inte lätt för en nybörjare

[gripner]

Kolla in Teensy3 istället för arduino. Kompatibel med arduino IDE men i mitt tycke bättre val av uC
Just Teensy3:an har en 16bit adc. OBS den är dock 3.3V ej 5V (gäller aref, analog och digitala pinnar samt matning, för matningen har den dock en 3.3v stab på sig så man kan mata via usb eller med 5v

[Micke_s]

Om det är låg ESR så lär keramiska funka. Dock sån kan det vara så att kretsen självsvänger vid för låg ESR, brukar stå i databladet om det är viktigt.

[SM7CZR]

Ofta är det väl platsbrist om man väljer en tantal?

[Henrik Kjellberg]

Låg ESR och högre kapacitans än vad keramisk klarar av brukar väll också vara en anledning har jag fått för mig?

[psynoise]

Har fått lära mig att tantaler skall man undvika så länge de verkligen inte behövs...

Tumregler är bara dumt och fungerade egentligen bara för TTL-ingenjörer som inte behövde tänka på något annat än logiken . I alla fall har jag för mig att vanliga tantalkondensatorer har stabilare ESR, inte möjligtvis lägre jämfört med elektrolytkondensatorer utan stabilare beroende av temperatur.

Flera integrerade spänningsregulatorer behöver serieresistans mot kapacitansen för att inte börja självsvänga. Skulle valet falla på en elektrolytkondensator kan serieresistansen sjunka för lågt och kretsen kommer ur funktion som exempel.

Boken Handbok om elektronikkomponenter CLR av Per-Olof Fägerholts tar upp en del om kondensatorer om du är vidare intresserad.

[Melkutt]

gripner: Intressant!
tyvärr så vill jag inte skrota det här upplägget då jag redan har beställt en Arduino Nano, MCP3208 och REF198.
Men jag skall komma ihåg det till framtida bruk

Micke_s: Står tyvärr inte hur låg ESR det skall vara utan det står bara att Tantal skall använda pga låg ESR.

psynoise: Intressant fakta, har efter frenetisk letande sett att många Elyt kondningar i storleksordning 1-10µF har ungf samma ESR.
Verkar ligga nått i det du säger att dom är mindre känsliga för tempratur.
Vart går gränsen för ett lågt vs högt ESR i storleks ordning omkring 1µF vid 100kHz och +20 grader?
Står som sagt i databladet att tantal just används för lågt ESR.

Skall hålla utkik efter den boken!

[farskost]

Tantaler är mycket känsligare elektriskt, spänningsspikar eller negativ spänning kan mycket lättare förstöra dem än en elektrolyt. När de går sönder kan de relativt lätt ta eld och brinna med flin lila rök (ganska kul att testa själv, ge dem lite lagom negativ spänning så tar de eld). Elektrolyterna däremot åldras med tid och värme, så det blir hela tiden avvägningar.

Så tänk på detta i designen, sätt dem inte på platser där du inte har kontroll på spänningen vid eventuella felfall.

[4kTRB]

Jag läste det här om tantaler, citerar:

"Mostly used i analog signal systems because of the lack of current-spike-noise"

[Micke_s]

Sätt dit en keramiska och mät hur det blev. Du kan alltid göra plats för både en tantal + keramisk.

[Melkutt]

farskost: Det är en ev brand som jag är mest orolig för, nu så har jag svårt att tänka mig att det blir så fula spänningsspikar eller negativ spänning för den delen.
Det hela är uppbyggt så här (känner att det börjar bli dags för ett schema )
AC -- Likriktning med ker. kondingar -- en Elyt -- LM7805 med ker. kondingar -- två Elyter -- 2st ker. kondingar -- REF198 -- sen på 4.096v linan kommer en ev. tantal.
Man kanske borde kasta in någon transientskyddsdiod på 5v matningen?

Här är en bild på "BASIC VOLTAGE REFERENCE CONNECTIONS" på REF198

REF19X.jpg

Micke_s: Får en leverans från ELFA idag, så jag skall försöka med att exprimentera i helgen med keramisk kondensator om jag får en lucka.
Skall nog peta dit ett utrymme för en extra keramisk kondning på kortet tror jag.

[Krillo]

Som avkopplingskonding är tantaler bra, ingen fara för haveri. Det är främst som kopplingskonding man ej ska använda dem. Elyter tål ju lite backspänning utan att dö, det gör ju som sagt inte tantaler. En keramisk på 1µ är lite större också.

[Spazze]

Keramiska kondensatorer tappar mycket kapacitans när man lägger en DC-spänning över dom. Jag googlade fram den här sidan som förhoppningsvis förklarar mer, jag har inte läst igenom allt: http://www.edn.com/design/analog/440204 ... -capacitor
Det kanske kan vara något att tänka på i den här applikationen.