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[分享] 为什么尽量不要用钽电容?什么时候才需要选用钽电容?

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发表于 2018-5-21 16:59:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
为什么不要选择“钽电容”?

这里不去赘述“钽电容”的失效模式的原理。

这是我们不要去选用钽电容的重要原因。
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看看我们的淘宝就可以知道100uF的钽电容与100uF的陶瓷电容的价格差别,大概钽电容的价格是陶瓷电容的10倍。

如果电容容量需求在100uF以下的情况下,我们现在绝大多数下,耐压如果满足的情况下,我们一般需用陶瓷电容。

贴片陶瓷电容最主要的失效模式断裂(封装越大越容易失效):贴片陶瓷电容器作常见的失效是断裂,这是贴片陶瓷电容器自身介质的脆性决定的.由于贴片陶瓷电容器直接焊接在电路板上,直接承受来自于电路板的各种机械应力,而引线式陶瓷电容器则可以通过引脚吸收来自电路板的机械应力.因此,对于贴片陶瓷电容器来说,由于热膨胀系数不同或电路板弯曲所造成的机械应力将是贴片陶瓷电容器断裂的最主要因素。

  早在2007 年,美国国防后勤署(DLA)十多年来已贮存大量钽矿物,为履行美国国会的会议决定,该组织将耗尽其拥有的最后140,000磅钽材料。      

从美国国防后勤署购买钽矿石的买主已包括HC Starck、DM Chemi-Met、ABS合金公司、Umicore、Ulba冶金公司和Mitsui采矿公司,这些代表了将这些钽矿石加工制成电容器级粉末、钽制品磨损件或切削工具的众多公司。从美国国防后勤署购买这些钽矿石的投标人年复一年传统上是一贯的,这样当钽矿石供应变的吃紧时,因美国国防后勤署供应耗尽,一些公司只得抢夺新的矿石供应源。

如果失去美国国防后勤署的钽矿石供应,估计2007年钽矿石供应市场留下150,000磅的缺口,2008年缺口为350,000磅。这个事件发生的时间不合时宜,因为现在的供应能力窘迫。比如第二大硬研矿石卖主澳大利亚的瓜利亚子公司在第四季度已总体削减矿石产量25%(即格林布什矿产量的一半),以便该公司能完成在澳大利亚的管理事宜。

同样情形,在巴西冶金/CIF和巴拉那巴拿马(Paranapanema)两公司2006年的钽矿石产量已下降,原因是他们将兴趣转向开采更盈利的金属上。在非洲,主要供应源是刚果民主共和国(DRC)由于联合国的压力仍然没能达到产能极限,不过我们已经听到2006年许多投资者试图获取刚果库存钽矿石的报道,感觉这是钽矿石缺货的迹象。

大容量低耐压钽电容的替代产品:高分子聚合物固体铝电解电容器

     理想的高频低阻抗特性。高分子聚合物固体电解电容器的损耗极低,具有理想的高频低阻抗特性,所以被广泛应用于退耦、滤波等电路中,效果埋想,特别是高频滤波效果优秀。

     此外,在高频滤波效果更好的情况下,高分子聚合物固体铝电解电容器的体积明显小于普通型铝电解电容器。

“钽电容这么多问题,那么他存在的理由是什么?”。

钽电容:

优点:体积小、电容量较大、外形多样、长寿命、高可靠性、工作温度范围宽
缺点:容量较小、价格贵、耐电压及电流能力较弱
应用:军事通讯、航天、工业控制、影视设备、通讯仪表

1.也属于电解电容的一种,使用金属钽做介质,不像普通电解电容那样使用电解液,钽电容不需像普通电解电容那样使用镀了铝膜的电容纸绕制,本身几乎没有电感,但这也限制了它的容量。——我们在大容量,但是需要低ESL的场景,我们就选用钽电容。

2.由于钽电容内部没有电解液,很适合在高温下工作。——一些温度范围要求比较宽的场景。

3.钽电容器的工作介质是在钽金属表面生成的一层极薄的五氧化二钽膜。此层氧化膜。介质与组成电容器的一端极结合成一个整体,不能单独存在。因此单位体积内具有非常高的工作电场强度,所具有的电容量特别大,即比容量非常高,因此特别适宜于小型化。——集成度比较高的场景,用铝电解电容占的面积比较大,陶瓷电容容量不够的场景。

4.钽电容的性能优异,是电容器中体积小而又能达到较大电容量的产品,在电源滤波、交流旁路等用途上少有竞争对手。钽电解电容器具有储藏电量、进行充放电等性能,主要应用于滤波、能量贮存与转换,记号旁路,耦合与退耦以及作时间常数元件等。在应用中要注意其性能特点,正确使用会有助于充分发挥其功能,其中诸如考虑产品工作环境及其发热温度,以及采取降额使用等措施,如果使用不当会影响产品的工作寿命。——例如USB接口输出,需要降额后,耐压满足5V,集成度比较高的场景,陶瓷电容不满足高耐压与大容量的情况下,我们不得不选择钽电容。陶瓷电容的储能效果,不能按照并联的容值去等效,达到相同的效果需要的代价也非常大。

5.钽电容的容值的温度稳定性比较好。在一些耦合、滤波的场景,如果对相位,和滤波的频率特性要求比较高的场景,同时容量精度要求比较高的场景,会选用无极性的钽电容。如高音质要求的音频电路设计。

我们需要考虑不同温度情况下的电容的准确性和一致性。

陶瓷电容的温度特性显然不够稳定。

6.在钽电容器工作过程中,具有自动修补或隔绝氧化膜中的疵点所在的性能,使氧化膜介质随时得到加固和恢复其应有的绝缘能力,而不致遭到连续的累积性破坏。这种独特自愈性能,保证了其长寿命和可靠性的优势。——铝电解电容由于干涸不能满足寿命的场景。

存在即是合理,下一句是“合理终将灭亡”,很多人不知道,黑格尔老人家说了,后面这句。

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2019-6-4
发表于 2018-5-22 09:50:36 | 显示全部楼层
钽电容的工作范围相对还是要更广一些
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2019-5-29
发表于 2018-5-29 14:20:31 | 显示全部楼层
钽电容最终个被陶瓷电容取代
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