Танталовые конденсаторы

Советы электрика
Нет комментариев
744 просмотров

Танталовые конденсаторыСегодня всем очень широко известны конденсаторы на основе электролита. Но далеко не все знают, что существует еще один вид конденсаторов – на основе танталового диэлектрика. А между тем это не заслуженно, танталовые конденсаторы отличаются достаточно неплохими эксплуатационными характеристиками. О них мы и поговорим сегодня, рассмотрим преимущества и недостатки, а также основные виды и принцип работы.

Анод этого конденсатора представляет собой танталовый порошок, тщательно очищенный. Он спрессован и нагрет в вакууме до очень высоких температур, почти до двух тысяч градусов. Под таким воздействием тантал меняет структуру и становится похож по своим свойствам на пористую губку. Пористая структура позволяет благодаря своим свойствам охватить достаточно обширную площадь внутренней части конденсатора. А как вы, вероятно, знаете, именно величина площади обкладки, а также величина толщины диэлектрической прокладки и влияют на показатели емкости конденсаторов.

Типы танталовых конденсаторов

Этот вид конденсаторов, в свою очередь, подразделяется на две больших группы в зависимости от типа покрытия – первые покрываются диоксидом марганца, а вторые – полимерными покрытиями.
Чаще всего конденсаторы на основе тантала первого вида (с диоксидом магния) характеризуют в сравнении с алюминиевыми аналогами. Эта технология считается более дорогой, чем с использованием алюминия, но и отличается лучшими характеристиками. Так как электролит уже сухой, то не возникнет проблемы с его высыханием, как это бывает у алюминиевых конденсаторов. Еще в числе преимуществ танталовых устройств с использованием диоксида магния стоит отметить более низкую величину сопротивления при работе на высокой частоте до ста килогерц. Это свойство достаточно важно, когда применяется импульсный источник питания. Кроме того, эти конденсаторы с магнием достаточно стабильны при работе в разных температурных режимах. Скажем, в диапазоне от -55 до +120 они меняют величину емкости не более, чем на 15 %, что является достаточно хорошим показателем. Но стоит отметить и их недостаток, а это падение емкости при увеличении частот. Также подобный конденсатор очень активно реагирует на перегрузки напряжения. Если вы не создадите достаточного запаса по мощности, то конденсатор может закоротить при перепаде напряжения. В этом случае происходит вспышка белого цвета и начинает идти дым.

Теперь пару слов о танталовых конденсаторах с покрытием из полимеров. Это сочетание позволяет использовать сразу два преимущества – высокие емкости этого типа конденсаторов в сочетании с отличной проводимостью, которая свойственна современным полимерным материалам. Такие конденсаторы применяются при поверхностном монтаже. Необычайно высокая проводимость полимеров способствует тому, что на основе этих конденсаторов можно создавать источники питания небольших размеров и относительно недорогие, которые способны работать с маленьким напряжением (до 10 ватт).

Принцип устройства и работы танталового конденсатора

В результате процесса электрохимического окисления происходит формирование диэлектрика, в роли которого выступает производная тантала – его пентаоксид. Он образует пленку на поверхности анода из тантала. Это пленка не является проводником тока, это ее отличает от кристаллического пентаоксида тантала, который как раз является хорошим проводником.тантал

Надо сказать, что пленка эта необычайно тонкая, она измеряется в нанометрах или ангстремах (это 1\10 нанометра). Так вот толщина нашей пленки может быть 10-100 нанометров. Толщина диэлектрического слоя у традиционного алюминиевого конденсатора в сто раз больше, если проводить такое сравнение.
Так как чаще в качестве твердотельного электролита применяется все же диоксид магния, то мы остановимся именно на этой структуре. Он наносится на порошок тантала и диэлектрика. Затем состав нагревают и в результате окисления и восстановления образуется твердый слой электролита. После этого на него наносят слой графита, что позволяет улучшить контакт с выводом катода. Финальным слоем наносят металлический слой, достаточно часто используется серебряный слой.

После этого получившуюся основу прессуют в компаунде. Конденсатор готов к использованию.
Для определения ESR конденсаторов используется при низкой частоте значение сопротивления диэлектрика, а при высокой – значение сопротивления электролита. Если его проанализировать, то можно увидеть, что при высокой частоте это значение становится меньше. В связи с этим танталовые конденсаторы широко применяются в импульсных источниках. И так как они отличаются большой чувствительностью к превышению напряжения, то стоит использовать этот вид конденсаторов в схеме, когда напряжение рабочее существенно ниже значения номинального. Максимальное значение номинального напряжения танталовых конденсаторов, которое сегодня можно найти составляет 75В.

Размеры танталовых конденсаторов

Стоит знать, что маркировка танталовых конденсаторов напрямую связана с их размером. Так, три последовательные цифры в маркировке указывают на емкость конденсатора. При этом стоит отметить, что последней цифрой обозначается количество нолей, которые нужно прибавить, чтобы получить реальную емкость в пикофарадах.

Строкой ниже, как правило, указывается значение номинального напряжения.
Кроме того, значение типоразмеров корпусов конденсаторов и рекомендации по размеру контактных площадок для спаивания можно посмотреть в таблице ниже. Размеры приведены в миллиметрах и милах (0,0254мм). Сокращения L, W, H, Wl, A обозначают соотвественно длину, ширину, высоту корпуса, ширину и длину контактной площадки. EIA Codeвключает данные по размеру корпуса, первые две цифры – длина, вторые две – ширина и две последние – высота. Во втором столбце приведен заводской код.размеры

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх