Du point de vue d'un concepteur d'électronique, mais également en tenant compte du rapport prix / coût et des considérations sociales (voir le lien sur l'exploitation minière et l'éthique de Coltan ci-dessous), j'ai tendance à éviter les condensateurs au tantale dans de nombreuses circonstances, tout en favorisant les condensateurs céramiques multicouches (MLCC) .
Ma question, sans ambages, est la suivante: dans quels cas spécifiques dois-je faire attention et continuer à utiliser des condensateurs au tantale? Toutes sortes de réponses et d' approches techniques à ce sujet me seront très utiles (et sûrement pour les autres designers).
Quelques aspects spécifiques à examiner:
- Circuit équivalent série.
- Microphonique. Quelle est la gravité de la MLCC à cet égard?
- Dépendance de la capacité avec la tension et la température.
- Modes de surtension et de défaillance.
- Espérance de vie et fiabilité.
Contexte supplémentaire:
- J'aborde spécifiquement la technologie de montage en surface (SMT), en supposant que plus de 90% de tous les condensateurs électrolytiques au tantale sont fabriqués dans le style SMD.
- Je me concentre ici sur les produits électroniques grand public à grand volume, en rejetant les applications électroniques de haute puissance, où d'autres considérations peuvent s'appliquer. Je n'exclus pas les circuits de gestion / conversion de puissance, où les considérations ci-dessus sont essentielles pour les condensateurs.
- Vous pouvez en savoir plus sur l'impact social de Coltan sur Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Coltan_mining_and_ethics
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Réponses:
Il y a beaucoup de notes d'application à ce sujet. Google pour "Tantale vs condensateurs céramiques".
Les condensateurs en céramique sont les meilleurs pour ses ESR et ESL. Afin qu'ils puissent gérer d'énormes courants d'ondulation à moins d'élévation de température dans les alimentations. De la même manière, ils ne perturbent pas la qualité du signal dans les systèmes à grande vitesse (condensateurs de couplage AC). Mais leurs caractéristiques de polarisation DC sont médiocres. Comme un 475F X5R 6,3V est ~ 23uF @ 3,3V. Ce faible ESR et ESL peut être mauvais dans certains cas. Par exemple, certains convertisseurs Buck qui nécessitent suffisamment d'ondulation à la sortie pour être stables. Et un ESL inférieur réagira avec les capacités des câbles pour donner des oscillations inutiles.
Les condensateurs au tantale sont surtout connus pour leur efficacité volumétrique et leur coût bon marché, mais ils sont sujets à des pannes en raison de courants de surtension. Il existe des alternatives comme les POSCAP (condensateurs polymères).
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Je pourrais ajouter: les tants n'aiment pas les applications où des courants de surtension élevés sont possibles… sortie d'un régulateur oui (le courant est limité)… entrée vers un régulateur non (le courant n'est probablement pas limité). Cela peut être partiellement atténué en déclassant la tension autant que possible, en utilisant un 35v tant dans une application de 10 volts par exemple.
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Ma décision d'utiliser des condensateurs en céramique ou en tantale dans la plupart des cas est basée sur le coût. Lorsque j'ai besoin de capacités supérieures à 10 uF, les condensateurs en céramique sont chers et les condensateurs au tantale sont une bonne option.
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Le seul endroit où je les ai vus [personnellement] dans un produit grand public de ce siècle était dans le VCO [pour le sans fil] d'un téléphone sans fil Uniden.
Depuis que vous m'avez rendu curieux à ce sujet, j'ai fait un peu de recherche sur Google (pour le tantale et le VCO) et j'ai trouvé MAX2572EVKIT qui n'est pas terriblement ancien (2004), et a des bouchons de tantale dans sa nomenclature. Il s'agit d'un GSM VCO. Nous avons également découvert le démontage d'un téléphone GSM [plutôt ancien], et ils y ont trouvé des bouchons en tantale, mais ils ne disent pas dans quel sous-système.
On en trouve également dans la fiche technique du HMC836LP6CE ; ce n'est pas clairement daté, mais le numéro de révision ressemble à 2011 ou 2012. Il s'agit d'un 4G PLL / VCO donc il ne peut pas être incroyablement ancien. Un autre démontage en a trouvé sur le PCB de l'iPhone 6 ; ceux fabriqués par Rohm, leur rôle dans le téléphone n'y est pas indiqué, mais prétend être "le condensateur le plus cher de l'iPhone 6".
Notez également cette histoire pour un capuchon en tantale sur un module Arduino GSM prenant feu. Bien sûr, la sélection des pièces pour un bouclier Arduino se fait probablement à des normes bien inférieures à celles d'Apple ...
Je ne comprends pas totalement ce que vous entendez par «rejeter spécifiquement les applications d'électronique de puissance», mais au cas où d'autres seraient intéressés, certains ont également été trouvés dans le démontage d'un chargeur d'iPhone .
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