Zastąpienie kondensatora tantalowego kondensatorem ceramicznym dla wzmacniaczy operacyjnych

Próbuję zbudować nieodwracający wzmacniacz z pewnym wzmacniaczem operacyjnym; THS3491

Arkusz danych znajduje się poniżej.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ths3491.pdf

Na stronie 25 znajduje się nieodwracalny schemat konfiguracji.

A na stronie 35 podano wytyczne dotyczące odłączania kondensatorów

Mówi: „Użyj większych kondensatorów odsprzęgających tantal (o wartości 6,8 uF lub większej), które są skuteczne przy niższych częstotliwościach ...”

Miałem tak złe doświadczenia z kondensatorami tantalu, więc chciałem ich unikać.

Czy można wymienić kondensatory tantalowe na ceramiczne?

Przeszukując StackExchange, znalazłem kilka stron z podobnym problemem;

Kondensatory tantalowe a kondensatory ceramiczne

MLCC vs Tantal: Do oddzielania, wprowadzania do regulatora i redukcji tętnień

Odpowiedź brzmiała, że można używać ceramiki, ale nie jestem tego pewien, ponieważ mam do czynienia z wzmacniaczami operacyjnymi. Szukałem więcej;

http://www.dataweek.co.za/news.aspx?pklnewsid=27008

Na powyższej stronie internetowej zalecają stosowanie ceramiki zamiast tantalu, ponieważ kondensatory ceramiczne mają więcej zalet niż tantal.

Ale czy można zastąpić tantal kondensatorami ceramicznymi?

operational-amplifier capacitor

— użytkownik65452
źródło

W przypadku kondensatorów odsprzęgających, tak, o ile można znaleźć podobne rozmiary (czego może nie być, co prawdopodobnie było przyczyną tantalów w pierwszej kolejności). W przypadku kondensatorów na ścieżce sygnału należy zachować większą ostrożność, ponieważ większość ceramicznych dielektryków cierpi na efekty piezo (wibracje i takie generują napięcia, które pojawiają się jako szum), efekty polaryzacji prądu stałego (zmniejszona pojemność wraz ze wzrostem polaryzacji prądu stałego na kondensatorze), i efekty temperaturowe. Ceramika C0G / NP0 jest zwykle stosowana w tym przypadku, ponieważ jest jedną z niewielu ceramik, które nie odczuwają żadnego z tych efektów.

— DKNguyen,

C \geq 1 μ F

$C \ge 1\mu\mathrm{F}$

OOI i być może OT, jakie złe doświadczenia miałeś z czapkami tantalu?

— James

Tantal nadal ma swoje miejsce, nawet wraz z pojawieniem się elektrolitycznego polimeru i MLCC o wysokim C / V. Głównie pod względem kosztów, gdy znajdujesz się w kilkuset UF i „pomiędzy” ceramiką i (małą puszką, wysoką wydajnością) elektrolityczną. Obniżamy tantal o 50% w stosunku do napięcia i po tym nie mieliśmy żadnych awarii pirotechnicznych tantal.

— Cursorkeys

Odpowiedzi:

W większości obwodów tak. W twoim obwodzie byłoby dobrze.

Pojemności to po prostu pojemność, a wartości pojemności ceramicznych MLCC znacznie wzrosły w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci, co prowadzi do znacznie szerszego zastosowania (i ciągłego braku produkcji).

Musisz jednak pamiętać o kilku zastrzeżeniach, które dotyczą wyłącznie ceramiki:

W niektórych obwodach pojemnościowa ESR jest potrzebną częścią obwodu, oczekuje się minimalnej wartości, a ceramika ma zwykle bardzo niską ESR. W niektórych przypadkach może to prowadzić do niestabilności i oscylacji. Szczególnie niepokojący byłby wkład przełączających przetwornic DC-DC i długich kabli zasilających DC, które można podłączyć pod napięciem.
MLCC mają zwykle bardzo silne zależności napięcia. Mogą one stracić 60% lub więcej swojej wartości pojemności pod wpływem napięcia stałego. Oprócz strat pojemnościowych jest to zachowanie nieliniowe, które może budzić obawy w niektórych obwodach.
Ceramika MLCC jest piezoelektryczna. Wszelkie wibracje lub gradienty temperatury mogą powodować wstrzykiwanie szumu do obwodu. W niektórych aplikacjach przełączających rzeczywiście słychać brzęczenie w kondensatorach, co może prowadzić do awarii mechanicznych.

— Edgar Brown
źródło

Jednym z najważniejszych aspektów właściwości piezoelektrycznych jest słyszalny hałas, który może być dość niepokojący, jeśli częstotliwość robocza dużej nasadki znajduje się w słyszalnym zakresie.

— Dmitrij Grigoryev,

Dziękuję, sprawdzę ESR i zobaczę, czy jest w rozsądnym zakresie.

— user65452

Tak, z punktu widzenia wzmacniaczy operacyjnych jest w porządku. Uważaj na współczynnik napięcia kondensatorów, możesz potrzebować nominalnej pojemności 10uF lub 20uF, aby uzyskać 6,8uF przy napięciu polaryzacji 15V (mają one duży współczynnik napięcia). (na marginesie, to trochę bestia z CFA w paśmie GHz, więc mniejsze ceramiczne kondensatory (100nF + 100pF) są naprawdę ważne w tym konkretnym zastosowaniu, zobacz komentarz Petera Smitha na temat stosowania czapek o odwróconej geometrii dla niższych pojemności - mają zaciski wzdłuż długich boków układu, więc mniej impedancji szeregowej).

Na przykład, tutaj jest kondensator 25 V 10uF 1210, który zwykle obniża się o około -35% przy odchyleniu 15 V. Mniejsze kondensatory będą prawdopodobnie gorsze.

Z punktu widzenia systemu posiadanie wielu bardzo niskich kondensatorów ESR omijających zasilacze może powodować problemy ze stabilnością podczas regulacji zasilania. Jeśli jest to dostawa laboratoryjna lub regulatory liniowe 7815/7915, nie będzie to problemem (przynajmniej z 7815), ale w przypadku regulatorów liniowych LDO lub regulatorów ujemnych może powodować problemy.

— Spehro Pefhany
źródło

Przeglądaj tutaj, zwracając uwagę na pojemność znamionową, napięcie znamionowe i opakowanie, aby przekonać się, jak to wpływa na sytuację (tak, opakowanie wpływa na spadek pojemności przy odchyleniu prądu stałego): ds.murata.co.jp/simsurfing/mlcc.html?lcid= en-us

— DKNguyen,

OP może chcieć zastosować urządzenia o odwróconej geometrii dla odsprzęgaczy wysokiej częstotliwości, aby zminimalizować indukcyjność. (Być może 0306 lub 0508)

— Peter Smith