ตัวเก็บประจุแทนทาลัมคืออะไร - ความแตกต่างและการใช้งาน

ตัวเก็บประจุแทนทาลัมคืออะไร - ความแตกต่างและการใช้งาน

แทนทาลัมประสิทธิภาพสูง ตัวเก็บประจุ นำเสนอโซลูชันความจุสูงที่เชื่อถือได้และเสถียรแก่นักออกแบบ ด้วยการใช้งานเกือบ 60 ปีตัวเก็บประจุแทนทาลัมถูกนำไปใช้ในการพัฒนาแอพพลิเคชั่นต่างๆสำหรับอุตสาหกรรมเช่นระบบการบินและการพาณิชย์ระบบอัตโนมัติและระบบควบคุมในอุตสาหกรรมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ที่สำคัญและฝังได้สมาร์ทโฟนแล็ปท็อปเดสก์ท็อปและคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก Bell Laboratories ในช่วงต้นทศวรรษ 1950 ได้คิดค้นตัวเก็บประจุแทนทาลัมแบบทึบเป็นตัวเก็บประจุรองรับแรงดันไฟฟ้าต่ำขั้นสูงและเชื่อถือได้อย่างมาก บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของตัวเก็บประจุแทนทาลัม



ตัวเก็บประจุแทนทาลัมคืออะไร?

ตัวเก็บประจุแทนทาลัมอิเล็กโทรไลต์ประกอบด้วยโลหะแทนทาลัมซึ่งทำหน้าที่เป็นขั้วบวกหุ้มอยู่ในชั้นออกไซด์ของอโนไดซ์ออกไซด์ซึ่งใช้เป็นอิเล็กทริกซึ่งปิดทับด้วยอิเล็กโทรไลต์ของเหลวหรือของแข็งเป็นแคโทด เนื่องจากแมงกานีสไดออกไซด์ (MnO2) มีคุณสมบัติในการรักษาตัวเองเพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือในระยะยาวจึงใช้เป็น แคโทด .


แทนทาลัม - คาปาซิเตอร์

แทนทาลัม - ตัวเก็บประจุ



ตัวเก็บประจุแทนทาลัมมีความเสถียรสูงมีขนาดเล็กและเบากว่าและมีแรงดันและความจุสูงสุดในการทำงานต่ำกว่า ตัวเก็บประจุเหล่านี้รั่วไหลน้อยลงและมีน้อยลง การเหนี่ยวนำ ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับวงจร coupling ความถี่สูง

ขั้วและเครื่องหมาย

ขั้วและเครื่องหมายของตัวเก็บประจุแทนทาลัม จะกล่าวถึงด้านล่าง



  • ตัวเก็บประจุแทนทาลัมเป็นตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์โดยกำเนิดที่มีตะกั่วเป็นบวกและลบและเหมาะสมกับอุปกรณ์จ่ายกระแสตรง ขั้วและเครื่องหมายบนตัวเก็บประจุทำให้ง่ายต่อการระบุขั้วบวกและแคโทด
  • แถบสองแถบและเครื่องหมายบวกช่วยในการระบุค่าความจุและแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้สูงสุด
  • อย่างไรก็ตามค่าบนสุดทางด้านซ้ายจะแสดงค่าความจุในหน่วยไมโครฟารัด (uF) ตัวอย่างเช่นค่าในรูปด้านล่างนี้คือ 2.2 uF
  • แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าค่าความจุคือแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้สูงสุดของตัวเก็บประจุเช่น 25V
  • สังเกตเห็นเครื่องหมายบวก (+) ด้านล่างแถบยาว การรวมกันของแถบยาวและเครื่องหมาย“ +” แสดงว่าด้านนี้มีตะกั่ว / ขั้วบวกเป็นบวกในขณะที่อีกด้านหนึ่งแสดงถึงตะกั่ว / แคโทดที่เป็นลบ
  • แรงดันย้อนกลับหรือการเชื่อมต่อที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้ตัวเก็บประจุเสียหายได้
  • แทนทาลัมอิเล็กโทรไลต์
  • ตัวเก็บประจุแทนทาลัมล้มเหลว

ในพฤติกรรม Reverse Bias ของ Surface Mount Solid แทนทาลัม คาปาซิเตอร์ อธิบายว่าตัวเก็บประจุแทนทาลัมได้รับการออกแบบมาเพื่อทำงานในสภาวะที่มีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าและจะล้มเหลวหากใช้แรงดันไฟฟ้าย้อนกลับซึ่งรวมถึงการเปิดอย่างรวดเร็วจากวงจรอิมพีแดนซ์ต่ำหรือการเกิดกระแสขัดขวางระหว่างการทำงาน

โหมดความล้มเหลวของตัวเก็บประจุ

เอกสารที่เผยแพร่โดย ASM International ระบุอย่างชัดเจนว่า ตัวเก็บประจุแทนทาลัม โหมดความล้มเหลวแบ่งออกเป็นสามส่วนหลัก หมวดหมู่


การรั่วไหลสูง / สั้น

การใช้แรงดันไฟฟ้าย้อนกลับอาจทำให้เกิดกระแสรั่วไหลสูงซึ่งโดยทั่วไปจะเกิดขึ้นระหว่างการแก้ไขปัญหาความผิดปกติและ / หรือการทดสอบแบบตั้งโต๊ะ ตัวเก็บประจุแทนทาลัมที่มีการตกผลึกทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรเนื่องจากฮอตสปอตที่เกิดขึ้นระหว่างการตกผลึกทำให้แคโทดร้อน

ความต้านทานซีรีย์เทียบเท่าสูง (ESR)

ESR ของตัวเก็บประจุจะได้รับผลกระทบอย่างมากจากกลไก / เทอร์โมเครื่องกลหากสัมผัสกับการติดตั้งบอร์ดการเลือกและวางการรีโฟลว์และอายุการใช้งาน ความเครียดประเภทนี้มักถูกบุกรุกในการเชื่อมต่อภายนอกและ / หรือภายในทำให้ ESR สูง

ความจุต่ำ / เปิด

เนื่องจากความจุของตัวเก็บประจุแทนทาลัมไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้สภาวะการทำงานปกติความล้มเหลวจึงเป็นเรื่องผิดปกติ ความจุที่ต่ำกว่าของตัวเก็บประจุแทนทาลัมในแอปพลิเคชันใด ๆ สามารถบ่งบอกถึงตัวเก็บประจุที่ลัดวงจรได้ในขณะที่ความล้มเหลวของการเปิดอาจเป็นผลมาจากการเชื่อมต่อสายตะกั่วและสายไฟบวกที่เสียหาย

สาเหตุทั่วไปของตัวเก็บประจุแทนทาลัม


สาเหตุทั่วไปของตัวเก็บประจุแทนทาลัม

ขนาดและการใช้งาน SMD

ตัวเก็บประจุแทนทาลัม นำเสนอคุณสมบัติหลัก ๆ เช่นความเสถียรความน่าเชื่อถือและกระแสไฟรั่วต่ำ คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยให้สามารถใช้ตัวเก็บประจุใน -

การวัดขนาดของแทนทาลัม - ตัวเก็บประจุ

การวัดขนาดของตัวเก็บประจุแทนทาลัม

  • ตัวอย่างและวงจรค้างไว้เพื่อให้ได้ระยะเวลาที่ยาวนาน
  • การแยกรางจ่ายไฟให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นด้วย ESR ที่ต่ำกว่า
  • ระบบบรรจุภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูง
  • การใช้งานที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมการทหารและอวกาศ
  • อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ช่วยชีวิต
  • อุปกรณ์อวกาศเพื่อความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้น

เมนบอร์ดสำหรับ แหล่งจ่ายไฟ การกรองและอื่น ๆ อีกมากมายโดยทั่วไปตัวเก็บประจุแทนทาลัมจำนวนมากที่สุดถูกผลิตขึ้นเป็นจำนวนมากเป็นตัวเก็บประจุชิปแทนทาลัมในรูปแบบของ SMD (อุปกรณ์ยึดพื้นผิว) ได้รับการออกแบบให้มีพื้นผิวสัมผัสทั้งสองด้านของเคส ตามมาตรฐาน EIA-5335-BAAC ตัวเก็บประจุแบบชิปแทนทาลัมได้รับการออกแบบและผลิตในรูปแบบที่แตกต่างกัน

รหัส EIA

เมตริก

L ± 0.2

(มม.)

กว้าง± 0.2

(มม.)

สูงสุด H

(มม.)

รหัส EIA

นิ้ว

รหัสกรณี

AVX

รหัสกรณี

เคเมท

รหัสกรณี

Vishay

EIA 1608-081.60.80.80603---
EIA 1608-101.60.851.050603-M, M0
EIA 2012-122.051.351.20805ใน
EIA 2555-152.051.351.50805-
EIA 3216-103.21.61.01206ถึงผมถาม, A0
EIA 3216-123.21.61.21206-

ความแตกต่างระหว่างตัวเก็บประจุแทนทาลัมและเซรามิก

แทนทาลัมและตัวเก็บประจุเซรามิก จะกล่าวถึงด้านล่าง

ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ตัวเก็บประจุแทนทาลัมและเซรามิกได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในการออกแบบการใช้งานที่เหมาะสมต่างๆ มาดูความแตกต่างระหว่างทั้งสองอย่างด้านล่าง

ตัวเก็บประจุแทนทาลัม

ตัวเก็บประจุเซรามิก

ความไม่เสถียรของความจุไม่แสดงเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ความจุเปลี่ยนแปลงเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้
แสดงการเปลี่ยนแปลงความจุเชิงเส้นที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิแสดงการเปลี่ยนแปลงความจุที่ไม่ใช่เชิงเส้นส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ
ตัวเก็บประจุแทนทาลัมไม่พบกระบวนการชราภาพที่คล้ายคลึงกันในที่สุดจะแสดงการลดลงของความจุลอการิทึมที่เรียกว่าอายุ
พวกเขาจะให้คะแนนโดยการรั่วไหลของกระแสตรง (หรือ DCL)โดยทั่วไปจะระบุความต้านทานของฉนวน

ข้อดีและข้อเสีย

รายการข้อดีและข้อเสียของตัวเก็บประจุแทนทาลัมแบบทึบมีดังต่อไปนี้

ข้อดีคืออายุการใช้งานยาวนานอุณหภูมิสูง ความต้านทาน ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมความแม่นยำสูงประสิทธิภาพในการกรองฮาร์มอนิกความถี่สูง

ข้อเสียคือ: มีชั้นออกไซด์ที่บางมากซึ่งไม่แข็งแรงไม่สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าขีด จำกัด ได้คะแนนกระแสกระเพื่อมต่ำ

การใช้ตัวเก็บประจุแทนทาลัม

ตัวเก็บประจุแทนทาลัม นำเสนอประโยชน์ที่หลากหลายดังนั้นจึงใช้ในแอพพลิเคชั่นต่างๆโดยเฉพาะในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่เพื่อความเสถียรที่สูงขึ้นเพื่อทนต่ออุณหภูมิและความถี่ที่หลากหลายความน่าเชื่อถือในระยะยาวและประสิทธิภาพเชิงปริมาตรที่สูงเป็นประวัติการณ์

ตัวเก็บประจุแทนทาลัมเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับการปลูกถ่ายคาร์ดิโอเพื่อตรวจจับการเต้นของหัวใจที่ผิดปกติโดยอัตโนมัติและทำให้เกิดการสั่นสะเทือนด้วยไฟฟ้าภายในไม่กี่วินาที ตัวเก็บประจุนี้พบว่ามีจุดยืนในอุตสาหกรรมที่มีความต้องการมากที่สุดเช่นการแพทย์การสื่อสารโทรคมนาคมการบินและอวกาศการทหารยานยนต์และคอมพิวเตอร์

คำถามที่พบบ่อย

1). ตั้งชื่อแอปพลิเคชั่นของตัวเก็บประจุแทนทาลัมแบบเปียกหรือไม่?

ใช้ในอุตสาหกรรมเช่นโทรคมนาคม avionics อวกาศการแพทย์โทรคมนาคมการใช้งานสำหรับผู้บริโภค

2). แรงดันไฟกระชากในแง่ของตัวเก็บประจุแทนทาลัมคืออะไร?

แรงดันไฟกระชากเป็นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่สามารถนำไปใช้กับตัวเก็บประจุในช่วงเวลาสั้น ๆ ในวงจรที่มีความต้านทานต่ออนุกรมต่ำสุด

3). แรงดันย้อนกลับคืออะไร? จะเกิดอะไรขึ้นกับตัวเก็บประจุแทนทาลัมเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าย้อนกลับ?

แรงดันย้อนกลับคือแรงดันไฟฟ้าขั้วแอโนดเป็นลบเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าแคโทด ด้วยแรงดันย้อนกลับกระแสรั่วไหลย้อนกลับจะไหลในรอยแตกขนาดเล็กหรือข้อบกพร่องข้ามชั้นอิเล็กทริกไปยังขั้วบวกของตัวเก็บประจุ

4). ไดอิเล็กทริกต่างๆที่ใช้ในการผลิตตัวเก็บประจุแทนทาลัมคืออะไร?

  • แมงกานีสไดออกไซด์อิเล็กโทรไลต์
  • แทนทาลัมเพนออกไซด์, Ta2O5
  • ไนโอเบียมเพนออกไซด์, Nb2O5

5). อธิบายการทำเครื่องหมายขั้วของตัวเก็บประจุแทนทาลัม

ขั้วและเครื่องหมายบนตัวเก็บประจุทำให้ง่ายต่อการระบุขั้วบวกและแคโทด

  • แถบสองแถบและเครื่องหมายบวกช่วยในการระบุค่าความจุและแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้สูงสุด
  • อย่างไรก็ตามค่าบนสุดทางด้านซ้ายจะแสดงค่าความจุในหน่วยไมโครฟารัด (uF) ตัวอย่างเช่นค่าในรูปด้านล่างนี้คือ 2.2 uF
  • แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าค่าความจุคือแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้สูงสุดของตัวเก็บประจุเช่น 25V
  • สังเกตเห็นเครื่องหมายบวก (+) ด้านล่างแถบยาว การรวมกันของแถบยาวและเครื่องหมาย“ +” แสดงว่าไซต์นี้มีตะกั่ว / ขั้วบวกเป็นบวกในขณะที่อีกด้านหนึ่งระบุตะกั่ว / ขั้วลบ
  • แรงดันย้อนกลับหรือการเชื่อมต่อที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้ตัวเก็บประจุเสียหายได้

6). กำหนดอิมพีแดนซ์

อิมพีแดนซ์คือความต้านทานรวมในหน่วยโอห์มของเครือข่ายใด ๆ ที่ความถี่เฉพาะซึ่งรวมถึงส่วนเชิงมุมของทั้งของจริงและในจินตภาพ

7). ให้ความแตกต่างระหว่างตัวเก็บประจุแทนทาลัมและเซรามิก

ในตัวเก็บประจุแทนทาลัมความไม่เสถียรของความจุจะไม่แสดงเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในขณะที่ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกจะแสดงการเปลี่ยนแปลงความจุที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้

อย่างไรก็ตามตัวเก็บประจุแทนทาลัมได้รับความไว้วางใจจากนักออกแบบว่าเป็นส่วนประกอบที่เชื่อถือได้ คุณสมบัติที่ได้รับการปรับปรุงเช่นน้ำหนักที่ลดลงการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าต่ำและความจุสูงต่อปริมาตรช่วยให้สามารถใช้ความจุในการใช้งานที่หลากหลาย ตัวเก็บประจุแทนทาลัม ควรเชื่อมต่ออย่างเหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายใด ๆ

การรั่วไหลสูง / สั้น ESR และความจุต่ำ / เปิดเป็นสาเหตุหลักสามประการที่ทำให้ตัวเก็บประจุล้มเหลว ผู้ผลิตและผู้ออกแบบต้องมั่นใจว่าจะให้การป้องกันและความน่าเชื่อถือในระยะยาว การนำเสนอคุณสมบัติที่โดดเด่นทำให้ตัวเก็บประจุแทนทาลัมถูกนำไปใช้ในเกือบทุกอุตสาหกรรมเพื่อพัฒนาแอปพลิเคชันที่เหมาะสม