Многие радиолюбители могут вспомнить случай взрыва танталового конденсатора по причине неправильной переплюсовки. В этой статье я расскажу, что такое танталовый конденсатор, зачем он нужен и как вообще с ним работать. Если после прочтения у вас останутся вопросы – смело задавайте их в комментариях, а я постараюсь ответить.
Твердотельные танталовые конденсаторы по большинству параметров соответствуют требованиям к современным электронным устройствам. Они отличаются малыми габаритами, высокой удельной емкостью, надежностью (при соблюдении правил на всех этапах их жизни) и совместимостью с общепринятыми технологиями монтажа. Преимуществом является и то, что важный параметр конденсатора – ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) – с ростом частоты не возрастает, а в некоторых случаях даже уменьшается. Чтобы сократить число отказов и продлить рабочий период устройства, необходимо учитывать его индивидуальные особенности при изготовлении, хранении, монтаже и во время работы.
Где купить оригинальные качественные конденсаторы
Почему тантал используют для производства конденсаторов
Тантал способен при окислении формировать плотную оксидную пленку, толщину которой можно регулировать с помощью технологических приемов, тем самым изменяя параметры конденсатора.
Помимо тантала конденсаторы делают из керамики, слюды, бумаги и алюминиевой фольги.
Описание и назначение танталовых конденсаторов
Современные танталовые конденсаторы имеют малые размеры и относятся к чип-компонентам, которые предназначены для монтажа на плате. Иначе такие детали называются SMD, что расшифровывается как «компоненты поверхностного монтажа». SMD детали удобны для автоматизированных процессов монтажа и пайки на печатные платы.
Основное назначение электролитических поляризованных танталовых конденсаторов – действовать в комплексе с резистором с целью обработки сигнала и сглаживания его пиков и острых импульсов.
Конденсаторы широко используются в автомобильной, промышленной, цифровой, аэрокосмической технике.
Устройство танталовых твердотельных конденсаторов
Танталовый конденсатор относится к электролитическому типу. В его состав входят 4 основные части: анод, диэлектрик, твердый электролит, катод. Изготовление танталового конденсатора состоит из ряда достаточно сложных технологических операций.
Изготовление анода
Пористую гранулированную структуру получают прессованием из высокоочищенного танталового порошка. В процессе спекания в условиях глубокого вакуума при температурах +1300…+2000°C из порошка образуется губчатая структура с развитой площадью поверхности. Благодаря ей, обеспечивается высокая емкость при небольшом объеме. Танталовый конденсатор при одинаковой с алюминиевым устройством емкости имеет гораздо меньший объем.
Формирование диэлектрического слоя
Диэлектрический оксидный слой выращивают на поверхности анода из пентаоксида тантала в процессе электрохимического окисления. Толщину оксида можно регулировать изменением напряжения. Обычно толщина диэлектрической пленки составляет доли микрометра. Оксидный слой имеет не кристаллическую, а аморфную структуру, которая обладает значительным электросопротивлением.
Low ESR и Low Impedance | КАКИЕ КОНДЕНСАТОРЫ ВЫБРАТЬ?
Получение электролита
Электролитом служит твердотельный полупроводник – диоксид марганца, – который получают термообработкой солей марганца в ходе окислительно-восстановительного процесса. Для этого анодный губчатый слой покрывают солями марганца, а затем нагревают их до получения диоксида марганца. Процесс повторяют несколько раз до полного покрытия анода.
Формирование катодного слоя
Для улучшения контакта электролит покрывают графитовым, а затем металлическим слоем. В качестве металла обычно используют серебро. Сформированный композит запрессовывают в компаунд.
Особенности танталовых конденсаторов
В отличие от электролитических, танталовые конденсаторы при переплюсовке или пробое взрываются. Сила взрыва зависит от размеров конденсатора и может повредить как соседние элементы, так и монтажную плату.
Пробои танталовых конденсаторов
При использовании этих эффективных, но немного капризных устройств, необходимо контролировать появление состояния отказа, поскольку известны случаи их возгорания при отказе. Отказы связаны с тем, что при неправильной эксплуатации пентаоксид тантала меняет аморфную структуру на кристаллическую, то есть из диэлектрика он превращается в проводник. Смена структур может наступить из-за слишком высокого пускового тока. Пробой диэлектрика вызывает повышение токов утечки, которые в свою очередь приводят к пробою самого конденсатора.
Причиной неприятностей, связанных с эксплуатацией танталовых конденсаторов, может быть диоксид марганца. Кислород, который присутствует в этом соединении, вызывает появление локальных очагов возгорания. Пробои с возгоранием характерны для старых моделей. Новые технологии позволяют получать более надежную продукцию.
Пробои, которые произошли при высоких температурах и напряжении, могут вызывать эффект лавины. В этом случае повреждения часто распространяются на большую часть или всю площадь устройства. Если же площадь кристаллизованного пентаоксида тантала небольшая, то часто происходит эффект самовосстановления. Он возможен, благодаря преобразованиям, происходящим в электролите в случае пробоя диэлектрика. В результате всех превращений кристаллизованный участок-проводник оказывается окруженным оксидом марганца, который полностью нейтрализует его проводимость.
Другие дефекты танталовых конденсаторов
Кроме пробоя, в результате неправильной производственной технологии и нарушения правил транспортировки и хранения в конденсаторе возникают и другие дефекты:
- Механические. Первый вид таких дефектов может появиться на выращенном диэлектрике в результате его резкого удара о твердую поверхность. Второй – при образовании электролитного слоя из-за совместного действия теплового удара и внутреннего давления газов в порах.
- Примеси и включения. При нарушении производственной технологии на поверхности тантала могут появиться посторонние вещества – углерод, железо, кальций, которые приводят к неравномерности диэлектрического слоя.
- Кристаллизованные участки диэлектрика, которые появились при изготовлении устройства. Кристаллизация может происходить из-за несоответствия состава электролита технологическим требованиям и неправильного температурного режима процесса.
Недостатки танталовых конденсаторов
Танталово-полимерные конденсаторы
Большая часть проблем, характерных для танталовых конденсаторов, решена в танталово-полимерных аналогах. В качестве электролита в танталово-полимерных конденсаторах вместо диоксида марганца используется токопроводящий полимер. Он дает минимальный ESR, что позволяет пропускать гораздо большие токи, по сравнению с танталовыми предшественниками. Танталово-полимерные устройства успешно применяются в качестве сглаживающих конденсаторов в источниках питания и преобразователях напряжения.
Токопроводящий полимер обеспечивает низкую чувствительность к импульсам тока, стойкость к внешним факторам, отсутствие деградации структуры, более высокий срок службы. Высокая стабильность емкости в широком интервале частот и температур позволяет применять танталово-полимерные устройства в промышленной, телекоммуникационной и автомобильной электронике и других областях, для которых характерно колебание рабочих температур.
Основные характеристики танталовых конденсаторов
Для определения безопасного режима работы необходимо рассчитать уровни разрешенных значений тока и напряжения. Для расчетов необходимо знать следующие параметры танталовых конденсаторов, которые отражаются в документации:
- Номинальная емкость. Эти устройства имеют высокую удельную емкость, которая может составлять тысячи микрофарад.
- Номинальное напряжение. Современные модели этих устройств в большинстве рассчитаны на напряжения до 75 В. Причем, для нормальной работы в электрической схеме, деталь нужно использовать при напряжениях, которые меньше номинального. Эксплуатация танталовых конденсаторов при напряжениях, составляющих до 50% от номинального, снижает показатель отказов до 5%.
- Импеданс (полное сопротивление). Содержит индуктивную составляющую, параллельное сопротивление, последовательное эквивалентное сопротивление (ESR).
- Максимальная рассеиваемая мощность. При приложении к танталовому устройству переменного напряжения происходит выработка тепла. Допустимое повышение температуры конденсатора за счет выделяемой мощности устанавливается экспериментально.
Особенности проектирования плат и монтажа танталовых конденсаторов
Для этих устройств подходят практически все материалы печатных плат – FR4, FR5, G10, фторопласт, алюминий. Форма, размер посадочного места и способ монтажа указываются производителями деталей. Изменить рекомендуемые параметры монтажа может специалист, имеющий достаточно знаний и навыков, чтобы правильно скорректировать температуру пайки.
Перед монтажом на плату наносят паяльную пасту. Толщина слоя – 0,178+/-0,025 мм. Для того чтобы флюс, находящийся в пасте, эффективно растворил оксиды с мест контакта, подбирают оптимальный температурный режим пайки. Обычно это делают опытным путем.
Монтаж на плату осуществляется вручную или с помощью автоматизированного оборудования любого типа, применяемого сегодня. Пайка производится: вручную, волновым способом, в инфракрасных или конвекционных печах. Температурный режим предподогрева и пайки обычно предоставляют производители конкретной продукции.
Маркировка танталовых конденсаторов
В маркировке конденсаторов указывают стандартные параметры: емкость, номинальное напряжение, полярность. На корпусах типов B, C, D, E, V отображают все параметры, а на корпусе типа A вместо номинала напряжения указывают его буквенный код. В маркировке может указываться дополнительная информация – логотип производителя, код даты производства и другая.
Таблица буквенных кодов напряжения для корпусов типа A
Источник: www.radioelementy.ru
Лучшие аудио конденсаторы
Как улучшить железо, или выбор конденсаторов для звука. Лучшие электролитические конденсаторы для апгрейда домашней и студийной аудиотехники в 2019-м году.
Так как я не только много менял и слушал конденсаторы в течении 2018 года, но и много читал форумы и статьи — опишу характер звучания электролитов не только своими впечатлениями, но и добавлю общее впечатление, часто совпадающее у различных людей из разноязычных форумов, по поводу звучания конденсаторов и их применения. Начну от самых лучших по звуку и от них опущусь к более простым:
- Black Gate — ровное звучание по АЧХ, теплое и яркое, детальное. Яркость и окрас самые точные понятия применимые к звуку BG. У большинства слушателей именно это и вызывает ощущение живости звука и присутствия рядом с исполнителем.
- Elna Silmic II — менее яркие, не окрашенные, но более динамичные и с большей сценой. Уровень баса тот же, бас не такой плотный как у Nichicon KZ, но мелодичный — шире чем у BG. Эти конденсаторы любят и выбирают за максимально живые средние частоты среди электролитов, после BG. Elna Cerafine — относительно Silmic легче бас и более подчеркнуты высокие. Высокие подчеркнуты в хорошем смысле и они лучше чем у Silmic II. Поэтому многие предпочитают керафайны силмикам и я оставляю обе серии на 2-м месте. У Elna есть еще несколько серий, которые так же активно используются для аудио, но найти и купить их оригинал не так просто.
- Nichicon KZ (Muse) — относительно Elna хуже высокие, что создаёт ощущение закрытости и меньшей сцены, но выигрывает у Elna по басу и динамике. Очень плотный бас и ощутимое его превосходство. KZ на 50 вольт ощутимо лучше.
- Nichicon FG, FW, ES — относительно KZ более зернистые, но менее детальные, есть легкая пелена — звук бледнее, бас слабже, но все еще довольно музыкально. Серия ES (Muse) является биполярным (неполярным) поэтому пелена в звуке с ним малозаметна. FG схож с FW, но чуть лучше по всем показателям.
- Vishay Sprague 515D — относительно бюджетных электролитов имеет хороший уровень баса, и хорошую динамику, детальность хуже чем у FG и FW (больше зернистость), но очень хорошо передает средние.
- Panasonic ECA M-series — также довольно зернистые как и Sprague, дают меньше бас но более теплый и живой верх, в остальном схожи со Sprague.
Все эти типы конденсаторов отлично подойдут, если в вашем устройстве не импульсный блок питания, а классический с большим тороидальным или квадратным (броневым) трасформатором.
Но так как на дворе 2019 год и огромная доля техники, включая аудио, сделана с импульсными блоками питания (мелкие квадратные трансформаторы), то к таким БП, как правило, требуются более выносливые 105-градусные конденсаторы со своими особенностями, такие как Nichicon UPW — он же просто PW.
Nichicon PW — это упругий бас, чистый голос и даже высокие, ровная АЧХ. Его проблема лишь в отсутствии теплоты — оставляет четкую оболочку звука, но лишает наполнения. Похожее звучание с небольшой разницей и у других высокотемпературных электролитов 105C и низким ESR, а именно:
Как правило, эти электролиты производители студийной и качественной домашней техники используют в комбинации с конденсаторами 85C Elna, либо Nichicon, так делает и производитель топового студийного железа и аудио апгрейдов компания Black Lion, сочетая Nichicon PW с 85-градусными Nichicon FW.
Другой производитель крутых студийных пультов-компания Audient использует в своих консолях(пультах) сочетание 105-градусных Panasonic FM и 85-градусных Vishay Sprague
Компания Panasonic в дорогих сериях своих домашних кинотеатров сочетает Nichicon PW с 85-градусными Panasonic m-series и Elna. В комбинации это означает, что в импульсный блок питания устройств ставятся Nichicon PW, в непосредственной близости к импульсному трансформатору, а в остальные цепи устройства 85-градусные Nichicon, Elna и прочие. Поэтому эксперименты с этими 105-градусными конденсаторами, даже если у вас не импульсный блок питания, могут дать очень приятный результат в звуке. Чаще всего экспериментируют как раз с Nichicon PW и Panasonic FM (рекордсмен с самым низким ESR).
Пожалуй, это наиболее стоящие электролиты для аудио апгрейдов. Да, я знаю что Black Gate очень сложно достать, но не упомянуть его я не мог, поскольку люди с деньгами все же могут найти и побаловать себя ярким звуком.
Самыми выгодными по сочетанию цена/качество являются Nichicon FW и потому это выбор американской компании Black Lion, занимающейся апгрейдами и производством собственного студийного оборудования.
И самое главное, что теперь вы захотели узнать — где эти конденсаторы можно купить?
Black Gate покупают кто где сможет и многие натыкаются на подделки, одна позиция на данный момент есть здесь
Elna я заказываю на сайте www.audiomania.ru. И есть еще одна серия Elna ROD на сайте www.chipdip.ru. Nichicon всех серий есть там же на сайте www.chipdip.ru. Там же вы сможете заказать Vishay и Panasonic.
Покупать на Aliexpress и китайских аккаунтах ebay я категорически не советую, так как это чистая лотерея!
Источник: arcadiy.pro
Поставщик электронных компонентов оптом и в розницу
Партнерская система продаж электронных компонентов с высоким уровнем сервиса.
Начни бизнес с нами!
Каталог товаров
Электромеханика
Материалы и оборудование
Источники питания и защита цепей
Компонентные сборки
Новинки каталога
Клемма DF-63
Цена от: 134,61 ₽
TS08H0A9224KEB0E0R
Цена от: 4,27 ₽
ППБ-50Е 22К ±10%
Цена от: 723,05 ₽
ППБ-25Е 2.2 ±10%
Цена от: 363,46 ₽
ППБ-50Е 47К ±10%
Цена от: 723,05 ₽
ППБ-50Г 6.8 ±5%
Цена от: 1 678,30 ₽
Группа компаний «Промэлектроника»
ТД «Промэлектроника»
Поставка электронных компонентов со склада и под заказ
Ай-Си Контракт
Дистрибьюция электронных компонентов
Виланд Электрик РУС
Электротехника и компоненты промышленной автоматизации
Адрес для заказа:
For suppliers:
Мы в соцсетях
Наши приложения
Принимаем к оплате
Информация
Покупателю
- Правила продажи товаров в интернет-магазине
- Способы доставки
- Вопросы и ответы
- Способы оплаты
- Сертификаты
- База знаний
- Популярное
- Форум
При использовании материалов сайта ссылка на сайт обязательна!
Политика конфиденциальности
Мы используем файлы cookie для работы сайта. Подробнее
Напишите нам
Выбор города
- Абакан
- Анадырь
- Архангельск
- Астрахань
- Барнаул
- Белгород
- Биробиджан
- Благовещенск
- Брянск
- Великий Новгород
- Владивосток
- Владикавказ
- Владимир
- Волгоград
- Вологда
- Воронеж
- Горно-Алтайск
- Грозный
- Екатеринбург
- Иваново
- Ижевск
- Иркутск
- Йошкар-Ола
- Казань
- Калининград
- Калуга
- Кемерово
- Киров
- Кострома
- Краснодар
- Красноярск
- Курган
- Курск
- Кызыл
- Липецк
- Магадан
- Магас
- Майкоп
- Махачкала
- Москва
- Мурманск
- Нальчик
- Нарьян-Мар
- Нижний Новгород
- Новосибирск
- Омск
- Орёл
- Оренбург
- Пенза
- Пермь
- Петрозаводск
- Петропавловск-Камчатский
- Псков
- Ростов-на-Дону
- Рязань
- Салехард
- Самара
- Санкт-Петербург
- Саранск
- Саратов
- Смоленск
- Ставрополь
- Сыктывкар
- Тамбов
- Тверь
- Томск
- Тула
- Тюмень
- Улан-Удэ
- Ульяновск
- Уфа
- Хабаровск
- Ханты-Мансийск
- Чебоксары
- Челябинск
- Черкесск
- Чита
- Элиста
- Южно-Сахалинск
- Якутск
- Ярославль
Источник: www.promelec.ru