avkoppling med keramisk konding kontra elyt/tantal?

[Spinky Spendrup]

Sitter här med en design där det är inritat några 4.7uF elektrolyter som avkoppling intill en liten 8051. Som alternativ står det att man kan använda tantaler. Matningen är 5.0V och bygget är för 0-70+C.

Hittade några små 0805 size keramiska kondingar på farnell och vart lite sugen på att sätta dit dem istället.

Jag lyckas inte se fördelarna med att använda något annat än de keramiska, gör någon annan det?

[blueint]

Större kapacitet med elektrolyter. Tantaler är väldigt känsliga för överspänningar vad jag minns.

[Icecap]

Tantal är "gamla dagars" låg-ESR kondensator, de är extremt känsliga för felspänning och överspänning.

Nu för tiden använder man 100nF keramiska gärna kompletterat med lite elektrolyter så det design du har verkar gammalt vilket val av processor också indikerar.

Så tryck dit 100nF keramiska men se till att det finns någon eller några elektrolyter också.

[peter555]

Under 10 uF är det ingen vits att använda elektrolyter idag.

[kimmen]

Små elektrolyter kan vara användbara för att dämpa resonanser mellan andra avkopplingskondensatorer då de har så hög ESR... Den "dåliga" egenskapen går att utnyttja till något användbart!

Går ju också med resistorer i serie med andra sorter iofs!

[peter555]

Resonanserna blir ju väldigt högfrekventa då induktansen är liten på de keramiska. Elektrolyterna har högre induktans så de blir inte särskilt effektiva för att dämpa de eventuella högfrekventa resonansena.

Jag har inte använt en enda elektrolyt för avkoppling de senaste 10 åren.

[Henry]

Under 10 uF är det ingen vits att använda elektrolyter idag

Det som annars utnyttjas hos lite mindre nogräknade industrier är annars deras pris då de är bra billigare än tantaler och så länge det fungerar så är de glada. Det är ytterst sällan man ser något annat än elyter bredvid en valfri spänningsreg på någon billigare tillverkad kretskortshistoria och är det dessutom made in taiwan, Hong Kong, Japan mfl så är det i stort en regel. Har tom sett det på SMD lödda kretskort även om det där normalt förstås är keramiska man ser och uteslutande på kort med tom bara en uns av lite kvalité bakom sig.

[peter555]

Tantaler har jag aldrig designat in någonstans.

[Henry]

Nej inte jag heller om man inte räknar med SMD förstås.

[$tiff]

Varför lever då tantaler kvar? De är dyra, känsliga och har dålig tillgänglighet. Jag har sett under huven på ganska nya och väldigt high-tech prylar som använde små tantaler som avkoppling, men förstår inte riktigt varför faktiskt.

[Spinky Spendrup]

Tackar för svaren.

Tråden försvann iväg lite åt tantal-hållet, pga min dåligt forumulerade fråga. Men det blev ju bara informativt.

Hursom, ingen verkar motsätta sig en 4,7uF SMD keram istället för en elektrolyt.

De gånger jag ritat in en större SMD tantal i en design så har det varit för att jag inte fått in en elektrolyt i mekaniken pga låg bygghöjd. De brinner förövrigt med en väldigt läcker låga...

[Icecap]

Jahopp, jag som trodde att du var läskunnig...

JO, jag motsätter mig en 4,7µF keramisk SMD!!! Jag vet helt säkert att jag skrev 100nF i mitt svar och det står jag vid!

Orsak: 4,7µF har ganska enkelt dåliga egenskaper i avkopplingssyfte mot om du tar 100nF vid varje krets samt ett par 100µF elektrolyter "till kortet".

[peter555]

Nu var ju inte den ursprungliga designen särskilt bra med enbart 4.7 uF som avkoppling. Den lär däremot inte bli sämre om man byter till keramiska kondensatorer. Håller med om att lägre värde som tex 100 nF är bättre, däremot skulle jag skippa lytarna i parallell och sätta några stora keramiska där istället.

Murata har upp till 100 uF i X5R om man vill ha rejält med cap.

[limpan4all]

Nja Icecap du bör nog motivera sådana svar...
En 4,7uF X7R SMD keram finns men är mycket dyra, en sån kutar cirklar runt alla elyter, tantaler mm.
En Y5V är betydligt sämre (+22% -82% tolerans), men tolka Icecap på rätt sätt, stora keramer ersätter elyter och tantaler MEN INTE avkopplingskondensatorerna direkt vid kretsarna.
För optimal funktion (overkill i 9 av 10 konstruktioner) så skall varje avkopplingskeram vara två st med 100ggr i kapacitansskillnad 10nF/1uF eller 100nF/10uF.

[xxargs]

Frekvensmässigt bredbandiga avkopplingar går inte att lösa med bara 1 konding - ofta är det 2 eller 3 kondingar parallellt enl. en energiresovarkonding typ torr elektrolyt 1- 10 uF beroende på applikation och parallellt med den kanske 100 nF samt 47 - 100 pF för att kortsluta dom riktigt höga frekvenserna. Elektrolyterna börja agera som drosslar redan vid 10 - 50 kHz (= minskad kapacitans) och syns inte i systemet alls vid höga frekvenser.

Sedan behöver man också sätta 10 - 100 nF per krets precis vid dess matningar och är det snabba kretsar med 100-tal MHz takt så kan även här behövas dubbla kondingar typ 10-100 nF och 47 - 100 pF parallellt. Jord skall gå ned till jordplan med kortas möjliga ledare. samma sak med spänning om spänningsplan existerar.

Övh. så bör man vid kretskortsdesign försöka bygga så att man ha ett helt oslitsat jordplan, jag vet att det är svårt som fasen vid tvålagersdesign, men betrakta upplägget som enkelsidigt kort vid layoutarbetet (med enda undantaget att alla jordanslutningar går med hål rakt ned i jordplanet) och dra trådbyglar där det behövs på komponentsidan hellre än att skära slitsar i jordplanet. Även trådbyglarna måste väljas i layoutarbetet så att dessa transporterar bara låga frekvenser och matningsspänning medans databussar etc. hanteras obrutet på kretskortledare utan att lyftas upp på trådbyglar.

Ur störningsmässig synvinkel så är oslitsad jordplan mycket viktig - den ger också mer enhetlig impedans på alla dataledare som går på kortet och minska kopplingen och överhörningen mellan ledarna - denna filosofi fungerar också när man bygger HiFi och switchar-konstruktioner.