Hallo,
ich habe viel über Abblockkondensatoren gelesen und sind mir noch einige
Fragen in den Sinn gekommen, die ich mir bisher nicht beantworten
konnte.
Danke schon einmal im Voraus für die Hilfe. Die Suche hat nicht auf
alles Antworten geliefert.
Ich habe gelesen, dass 100nF Kondensatoren an jeden digitalen IC
angeschlossen werden sollten damit dieser Störungen von außen und nach
außen abblockt. Wie ist das denn bei AD-Wandlern? Ich würde intuitiv
dort auch einen 100nF Kondensator zwischen VCC und GND setzen oder ist
das unüblich?
Zudem frage ich mich wie das bei DC-DC Spannungswandlern mit den
Kondensatoren gehandhabt wird. Meistens steht in den Datenblättern etwas
über die Empfehlungen, besonders darüber was Eingangsseitig
angeschlossen werden soll. Gibt es dort Faustregeln, falls das
Datenblatt nichts hergibt? Welche Größe und Bauform (glaube Tantal habe
ich häufig als Empfehlung gelesen). Und wie ist das am Ausgang eines
Spannungswandlers? Machen hier auch 100nF Kondensatoren Sinn oder sollte
man gar größere Kapazitäten nehmen?
Garnicht so leicht die Materie :-)
Liebe Grüße,
Dennis
Dennis schrieb:> Wie ist das denn bei AD-Wandlern? Ich würde intuitiv> dort auch einen 100nF Kondensator zwischen VCC und GND setzen oder ist> das unüblich?
Am besten ins Datenblatt des AD-Wandlers schauen, dort ist meist ein
Vorschlag vom Hersteller selbst.
Dennis schrieb:> Ich habe gelesen, dass 100nF Kondensatoren an jeden digitalen IC> angeschlossen werden sollten damit dieser Störungen von außen und nach> außen abblockt.
Nehmen wir einen Mikrocontroller als Beispiel. Dieser besteht aus
unzähligen Transistoren. Da schalten immer mehrere Gleichzeitig. Nun ist
es möglich dass soviele Gleichzeitig schalten, dass kurzzeitig mehr
Strom benötigt wird. Dafür sind die Kondensatoren auch da. Um diese
kurze Zeit in der mehr Strom benötigt wird zu überbrücken.
Dennis schrieb:> Zudem frage ich mich wie das bei DC-DC Spannungswandlern mit den> Kondensatoren gehandhabt wird. Meistens steht in den Datenblättern etwas> über die Empfehlungen, besonders darüber was Eingangsseitig> angeschlossen werden soll. Gibt es dort Faustregeln, falls das> Datenblatt nichts hergibt?
Diese Information müsste eigentlich in jedem Datenblatt enthalten sein.
Faustregeln in dem Sinn keine, je nach Regler sind Elkos im einstelligen
uF Bereich angebracht, manchmal reichen 100nF Keramik.
Dennis schrieb:> Und wie ist das am Ausgang eines> Spannungswandlers? Machen hier auch 100nF Kondensatoren Sinn oder sollte> man gar größere Kapazitäten nehmen?
Auch hier müsste das Datenblatt eigentlich alles nötige liefern.
Ansonsten gilt mehr oder weniger das gleiche wie oben beschrieben.
Dennis schrieb:> Garnicht so leicht die Materie :-)
Übung macht den Meister. ;)
Nur dran bleiben, dann wirds gut!
Gruss
Yo, ins Datenblatt kucken und den Empfehlungen folgen, bei DC-DC
Konvertern auch das empfohlene layout beachten.
>>>Welche Größe und Bauform (glaube Tantal habe ich häufig als Empfehlung
gelesen).
Tantal ist megaout, die sind empfindlich auf Spannungsspitzen, teuer und
machen Krieg im Kongo. Grosse Keramiken (47uF) sind cool und
erschwinglich.
Cheers
Detlef
Detlef _a schrieb:> Grosse Keramiken (47uF) sind cool und> erschwinglich.
Darauf falle ich nicht herein :D wie groß so ein Kondensator dann wohl
sein müsste?
stimmt. Ich habe auch gerade mal gesucht und gefunden. Das finde ich
sehr interessant. Dann scheint sich bei den Keramikkondensatoren ja was
zu tun, was die Baugröße betrifft.
Was spricht denn dann noch für die Tantalkondensatoren?
Die von Keramik abweichende ESR, zum Beispiel.
Und natürlich mehr Spiel-Spaß-Spannung, wenn du den unterdimensionierst
und er in Flammen aufgeht.
https://www.youtube.com/watch?v=XgKLIvEIl4U
Dennis schrieb:> Was spricht denn dann noch für die Tantalkondensatoren?
Mach dir mal keine Hoffnung, grosse Kerkos sind genau so unzuverlässig,
wie man es Tantals schon immer nachsagte.
Aber erstaunlich, was aus dem vor fast einen Jahrhundert in Deutschland
erfundenen Keramik-Vielschichtkondensator so rauszuholen ist, wenn man
sich nicht wie ein deutscher Unternehmer/Ingenieur auf die faule Haut
legt sondern forscht und arbeitet statt gierig die Preise hochzuhalten
versucht.
Dirk K. schrieb:> Die von Keramik abweichende ESR, zum Beispiel.>
Hmm den Grund um doch einen Tantal zu wählen verstehe ich nicht.
Klar ESR ist der Ersatzserienwiderstand.
In einigen Datenblättern steht beispielsweise
"Durch niedrigen ESR und geringere Impedanz des Keramikkondensators
reicht für den Einsatz als Entstörkondensator (Bypassing
und Decoupling) meist ein Bruchteil der Kapazität eines
Tantalkondensators."
Dirk K. schrieb:> Und natürlich mehr Spiel-Spaß-Spannung, wenn du den unterdimensionierst> und er in Flammen aufgeht.> Youtube-Video "Tantalum Capacitor Exploding then Burning"
Also auch ein Pluspunkt für Keramik :D Die Anfängerfreundlichkeit, weil
Polung egal :)
Außer es ist Silvester und Böller und Co sind ausgegangen .... dann doch
eher Tantalum?! ;)
Der kleinere ESR von den CCs kann bei einigen Spannungsreglern dazu
führen dass die anfangen zu schwingen. Wenn man aktuelle Regler nimmt
findet sich da oft der Hinweis "ceramic stable". Die meisten neuen
Regler kommen damit schon klar. Müssen sie auch weil immer mehr CCs
verbaut werden. Im Zweifelsfall auf den "ceramic stable" Hinweis achten.
Ansonsten sollte man bei cen CCs unbedingt das voltage derating
beachten, die Kapazität ist Spannungsabhängig und sinkt mit zunehmender
Spannung. Teilweise unter 50% Nennkapazität bei 0.5 * Nennspannung.
Daher sollte man da beim voltage rating großzügig mehr ansetzen, z.B.
Faktor 2. Und: In die Datenblätter der CCs gucken, da steht das oft mit
drin. Besonders Samsung ist mir da positiv aufgefallen, die haben da x
Sachen durchgemessen und die Messdiagramme drin. Findet man sogar
VNA-Messdiagramme in denen man schön den Serienschwingkreis durch die
Serieninduktivität des Package sieht.
esr schrieb:> Der kleinere ESR von den CCs kann bei einigen Spannungsreglern dazu> führen dass die anfangen zu schwingen. Wenn man aktuelle Regler nimmt> findet sich da oft der Hinweis "ceramic stable". Die meisten neuen> Regler kommen damit schon klar. Müssen sie auch weil immer mehr CCs> verbaut werden. Im Zweifelsfall auf den "ceramic stable" Hinweis achten.> Ansonsten sollte man bei cen CCs unbedingt das voltage derating> beachten, die Kapazität ist Spannungsabhängig und sinkt mit zunehmender> Spannung. Teilweise unter 50% Nennkapazität bei 0.5 * Nennspannung.> Daher sollte man da beim voltage rating großzügig mehr ansetzen, z.B.> Faktor 2. Und: In die Datenblätter der CCs gucken, da steht das oft mit> drin. Besonders Samsung ist mir da positiv aufgefallen, die haben da x> Sachen durchgemessen und die Messdiagramme drin. Findet man sogar> VNA-Messdiagramme in denen man schön den Serienschwingkreis durch die> Serieninduktivität des Package sieht.
Danke für die ausführliche Antwort. Ich bin mir nicht sicher ob ich das
richtig verstanden habe. Deshalb hier mal ein Beispiel.
Ich benötige eine Kapazität von 4,7uF und möchte einen MLCC nehmen. Ich
habe eine Spannung von 5V am CC. Im Datenblatt ist der Kondensator
jedoch mit einer Spannung von 10V gekennzeichnet. In solch einem Fall
würde ich dann eher 10uF nehmen oder eben einen CC mit niedrigerer (z.B.
6,3V) angegebener Spannung?
Und beim Tantal wäre es egal ob ich eine Spannungsfestigkeit von 6,3V /
10V / 25V oder sonstigen nehme, solange ich nicht drüber komme?
Könnte ich beim Tantal bei einer anliegenden Spannung von z.B. 24V einen
Tantal mit einer Festigkeit von 25V nehmen oder wäre das schon zu knapp
bemessen?
Die Hersteller schreiben da die Schönwetter-Maximalkapazität drauf,
nicht die Kapazität wenn die Maximalspannung ausgereizt wird.
D.h. wenn 4.7uF, 10V draufsteht hast du bei 10V (geschätzt) 2uF und bei
5V bist du vielleicht nah den 4.7uF dran. Ganz so genau geht das nicht,
die meisten caps haben auch unabhängig von der Spannung +-10% oder +-20%
Toleranz bei der Kapazität. Wenn mans ganz genau braucht muss man ins
Datenblatt gucken. Was du verlinkt hast ist aber kein Datenblatt sondern
eine Liste. Wenn du die GRM... Bezeichnung in google tippst findest du
vermutlich das passende Datenblatt.
So genau geht das bei Abblockcaps aber nicht. Grundsätzlich gilt nur:
Lieber mehr Kapazität + Spannungsrating und lieber kleineres package,
kurz angebunden. (Die Serieninduktivität hängt in erster Linie vom
Package ab. Größere packages haben eine größere Serieninduktivität.
Früher gab es in kleinen packages nur kleine Werte, daher hat man früher
kleine 100nF, etc. verbaut und die großen Kapazitäten dann etwas weiter
abgesetzt als Tantals oder Elkos nachgelegt.)
esr schrieb:> Die Hersteller schreiben da die Schönwetter-Maximalkapazität drauf,> nicht die Kapazität wenn die Maximalspannung ausgereizt wird.
Kommt auch ein Stück weit aufs Dielektrikum an, ebenso variiert die
Kapazität mit der Temperatur in Abhängigkeit von der verwendeten
Keramik.
Weiteres Problem mit den Keramischen: Bruchgefahr!
Zum derating empfehle die Homepage von Murata.
SimSurfing (WEB)
Bias characteristics, temperature characteristics, frequency
characteristics, etc. can be confirmed with this software.
