Què és un condensador de tàntal: diferències i les seves aplicacions

Un tàntal d’alt rendiment condensador ofereix als dissenyadors una solució d'alta capacitat fiable i estable. Amb gairebé 60 anys d’utilització, els condensadors de Tàntal s’empren en el desenvolupament de diverses aplicacions per a indústries com l’avionica militar i comercial, sistemes d’automatització i control industrials, electrònica mèdica crítica i implantable, telèfons intel·ligents, portàtils, ordinadors de sobretaula i ordinadors portàtils. Bell Laboratories, a principis de la dècada de 1950, va inventar condensadors sòlids de Tàntal com un condensador de suport de baixa tensió molt avançat i molt fiable. En aquest article es discuteix una visió general del condensador de tàntal.

Què és el condensador de tàntal?

Un condensador de tàntol electrolític comprèn un metall de tàntal, que actua com un ànode, envoltat en una capa d’òxid d’òxid anòdic, emprat com a dielèctric, que també està tancat per un electròlit líquid o sòlid com a càtode. Com que el diòxid de manganès (MnO2) ofereix funcions d’autocuració per garantir la fiabilitat a llarg termini, s’utilitza com a càtode .

condensador de tàntal

Els condensadors de Tàntal són extremadament estables, més petits i més lleugers i tenen una tensió de treball i una capacitat màximes inferiors. Aquests condensadors filtren menys corrent i en tenen menys inductància , per tant, no són adequats per a circuits d’acoblament d’alta freqüència.

Polaritat i marques

El polaritat i marques del condensador de tàntal es comenten a continuació.

• Els condensadors de tàntal són condensadors de polarització innata amb plom positiu i negatiu i són adequats amb subministraments de corrent continu. La polaritat i les marques dels condensadors faciliten la identificació de l’ànode i el càtode.
• Dues bandes i un signe positiu ajuden a identificar el valor de la capacitat i la tensió màxima de treball.
• No obstant això, el valor més alt a l'esquerra revela el valor de la capacitat en microfarades (uF). Per exemple, el valor de la figura següent és de 2,2 uF.
• La tensió per sota del valor de la capacitat és la tensió màxima de treball d’un condensador, és a dir, 25 V.
• A sota de la banda llarga es nota un signe positiu (+). La combinació d'una banda llarga i un signe '+' indica que aquest costat té un conductor / ànode positiu, mentre que l'altre costat indica un cable / càtode negatiu.
• La tensió inversa o una connexió incorrecta poden danyar el condensador.
• Tàntal electrolític
• Fallada del condensador de tàntal

Comportament de polarització inversa del sòlid de muntatge superficial, tàntal Condensadors explica que els condensadors de Tàntal estan dissenyats per funcionar només en condicions esbiaixades de tensió directa i fallen si s’aplica una tensió inversa, que inclou l’encesa ràpida des d’un circuit de baixa impedància o l’aparició d’un pic de corrent durant el seu funcionament.

Mode de fallada del condensador

El document publicat per ASM International diu clarament que Condensador de tàntal el mode de fallada es divideix en tres principals categories

Fuga alta / curta

L'aplicació de tensió inversa pot produir corrents de fuita elevats, que generalment es produeixen durant la solució de problemes, mal funcionament i / o proves de banc. Els condensadors de tàntal amb cristal·lització provoquen fallades de curtcircuit perquè els punts calents formats durant la cristal·lització escalfen el càtode.

Alta resistència en sèries equivalents (ESR)

El VSS d’un condensador es veu fortament afectat per la mecànica / termomecànica si està exposat al muntatge a la placa, a la selecció i al lloc, al reflux i a la vida útil de l’aplicació. Aquest tipus d’estrès sovint es veu compromès en connexions externes i / o internes, cosa que provoca una VES elevada.

Baixa capacitat / obert

Com que la capacitat d'un condensador de Tàntal no canvia en condicions operatives normals, la fallada és poc freqüent. La menor capacitat d’un condensador de Tàntal en qualsevol aplicació pot ser una indicació d’un condensador en curtcircuit, mentre que la fallada en obert pot ser el resultat d’un compromís de la connexió de cable i cable positiu.

condensador-causes-comunes-de-tàntal

Mides i usos de SMD

Condensador de tàntal ofereix funcions importants com una estabilitat extrema, fiabilitat i baixa fuga de corrent. Aquestes funcions permeten aplicar condensadors a -

condensador de dimensionament del tàntal

• Mostra i mantén el circuit per aconseguir una durada de retenció llarga
• Desacoblament del ferrocarril de subministrament elèctric que ofereix una major eficiència amb un ESR inferior
• Sistemes d’envasat extremadament eficients
• Aplicacions relacionades amb la indústria militar i aeroespacial
• Dispositius mèdics que mantenen la vida
• Equips espacials per a una major fiabilitat

Plaques base per a Font d'alimentació el filtratge, i molts més generalment, el major nombre de condensadors de tantal es produeixen en massa com a condensador de xip de tantal en forma de SMD (dispositiu de muntatge superficial). Està dissenyat amb superfícies de contacte a banda i banda d’una caixa. Seguint els estàndards EIA-5335-BAAC, els condensadors de xip Tantalum estan dissenyats i produïts en diferents estils.

Diferències entre el tàntal i el condensador de ceràmica

El condensador de tàntal i ceràmica es comenten a continuació.

En el camp de l’electrònica, s’accepten àmpliament condensadors de tàntal i ceràmica per dissenyar diverses aplicacions adequades. Vegem a continuació les diferències entre tots dos.

Avantatges i inconvenients

La llista dels avantatges i desavantatges d’un condensador de tàntal sòlid inclou el següent

Els avantatges són: Llarga vida, alta temperatura resistència , excel·lent rendiment, alta precisió, eficiència en el filtratge d'harmònics d'alta freqüència.

Els desavantatges són: Tenir una capa d’òxid molt fina que no és robusta, no pot suportar tensions superiors als límits, baixa intensitat de corrent.

Aplicacions del condensador de tàntal

Condensadors de tàntal ofereixen diversos avantatges i, per tant, s’utilitzen en diverses aplicacions, particularment en l’electrònica moderna, per a una major estabilitat per suportar un ventall de temperatures i freqüències, fiabilitat a llarg termini i eficiència volumètrica elevada.

Un condensador de tàntal és un component exigent per als implants de cardio per detectar automàticament els batecs irregulars del cor i donar un contracorrent elèctric en pocs segons. Aquest condensador troba la seva posició en els sectors més exigents de la indústria, com ara la medicina, les telecomunicacions, l'aeroespacial, la militar, l'automòbil i la informàtica.

Preguntes freqüents

1). Anomeneu algunes aplicacions dels condensadors de tàntal humit?

S'utilitza en indústries com telecomunicacions, aviónica, espacial, mèdica, telecomunicacions, aplicacions de consum.

2). Què és la tensió de sobretensió en termes del condensador de tàntal?

Una tensió de sobretensió és la tensió més alta que es pot aplicar a un condensador durant un període més curt en circuits que tenen una resistència de sèrie mínima.

3). Què és el voltatge invers? Què passa amb el condensador de tàntal quan s’aplica una tensió inversa?

La tensió inversa és on la tensió de l’elèctrode de l’ànode és negativa pel que fa a la tensió del càtode. Amb una tensió inversa, un corrent de fuita inversa flueix en petites micro esquerdes o defectes a través de la capa dielèctrica cap a l’ànode del condensador.

4). Quins són els diferents dielèctrics que s’utilitzen per fabricar el condensador de tàntal?

• Electrolit de diòxid de manganès
• Pentòxid de tàntal, Ta2O5
• Pentòxid de niobi, Nb2O5

5). Expliqueu el marcatge de polaritat d’un condensador de tàntal

La polaritat i les marques dels condensadors faciliten la identificació de l’ànode i el càtode.

• Dues bandes i un signe positiu ajuden a identificar el valor de la capacitat i la tensió màxima de treball.
• No obstant això, el valor més alt a l'esquerra revela el valor de la capacitat en microfarades (uF). Per exemple, el valor de la figura següent és de 2,2 uF.
• La tensió per sota del valor de la capacitat és la tensió màxima de treball d’un condensador, és a dir, 25 V.
• A sota de la banda llarga es nota un signe positiu (+). La combinació d'una banda llarga i un signe '+' indica que aquest lloc té un plom / ànode positiu, mentre que l'altre costat indica un plom / càtode negatiu.
• Un voltatge invers o una connexió incorrecta poden danyar el condensador.

6). Definiu la impedància

La impedància és la resistència total en ohms de qualsevol xarxa a una freqüència específica, incloses les parts angulars tant del real com de l'imaginari.

7). Doneu una diferència entre el tàntal i el condensador de ceràmica.

Al condensador de Tàntal, la inestabilitat de la capacitat no s’exhibeix pel que fa al voltatge aplicat, mentre que el condensador ceràmic presenta canvis de capacitat respecte al voltatge aplicat.

Tot i això, els dissenyadors confien en els condensadors de tantal com a components fiables. Les seves funcions millorades, com ara un menor pes, una baixa fuga de corrent i una alta capacitat per volum permeten utilitzar la capacitat en una àmplia varietat d’aplicacions. El condensador de tàntal s’hauria de connectar adequadament per evitar danys.

Una fuita alta / curta, ESR i baixa capacitat / obert són els tres motius principals de la fallada del condensador. Els fabricants i dissenyadors han de garantir la protecció contra la fiabilitat a llarg termini. Oferir trets excepcionals fa que els condensadors de Tàntal s’utilitzin en gairebé totes les indústries per desenvolupar una aplicació adequada.