Hallo,
ich habe eine allgemeine Frage zum Decoupling. In der Regel sieht es ja
so aus das man an jedem uC Versorgungspin einen KeramikC beschaltet,
sagen wir 100n. Und dann noch (nicht allzuweit weg) einen Alu-Elko oder
TantalC um die 10uF als Puffer. Ich habe nun eine Audio Schaltung wo
ohnehin weitere 10uF KeramikC benoetigt werden in 0805 Groesse - dazu
ist noch ein uC wo 10uF TantalC verwendet werden sollen, auch in 0805.
Kann ich die TantalC durch KeramikC ersetzen? Wegen der Vereinfachung an
Bauelementen und zweitrangig wegen dem Preis. Danke!
Noch ein Gast schrieb:> Kann ich die TantalC durch KeramikC ersetzen?
Meist geht das, aber es gibt auch Fälle, in denen der geringere
Verlustwiderstand deer Keramikkondensatoren genau das Gegenteil des
beabsichtigen Effekts bewirkt, und eine Schaltung damit anfängt zu
schwingen.
Hp M. schrieb:> Meist geht das, aber es gibt auch Fälle, in denen der geringere> Verlustwiderstand deer Keramikkondensatoren genau das Gegenteil des> beabsichtigen Effekts bewirkt, und eine Schaltung damit anfängt zu> schwingen.
Kann ich nur bestätigen. Beispiel LM337. Ich habe mal eine Schaltung mit
besagten Bauteil aufgebaut und aus Gründen der Vereinfachung zwei
Keramikkondensatoren am Ausgang festgelegt. Beim Testen ist mir dann
aufgefallen, dass die Ausgangsspannung schwingt. Ein Blick ins Datenblat
verriet, dass er eigentlich einen Tantal- oder Alu-Elko am Ausgang
benötigt. Kondensator ausgetauscht und es ging.
Beim LM317 gab es da keine Probleme. Der funktionierte mit Keramikelkos
am Ausgang.
Noch ein Gast schrieb:> Kann ich die TantalC durch KeramikC ersetzen?
Hp M. hat das wichtige ja schon geschrieben. Hier noch ein paar Details,
die Du beachten solltest:
Keramik Kondensatoren im Mikrofarad Bereich haben fast immer eine
Kapazität, die abhängig von der Bias Spannung ist. D.h. wenn der
Kondensator geladen ist, dann sind von den 10µF möglicherweise nur noch
3 oder 4µF effektive Kapazität übrig. Diesen Effekt kann man verringern,
indem man Kondensatoren verwendet, die eine höhere Spannungsfestigkeit
haben. Bei einem 10V System nimmst Du also keine 16V Kondensatoren
sondern welche für 50V. Ansonsten die Kapazität erhöhen.
Keramik Kondensatoren haben in der Regel einen sehr viel niedrigeren
Serienwiderstand im Vergleich zu Elkos oder Tantal. Das hat zwei
Effekte:
Zum einen gibt es viele Spannungsregler, die damit schlicht und
ergreifend nicht klar kommen und anfangen zu Schwingen. Hier hilft ein
Blick in das Datenblatt.
Zum anderen sieht ein Keramik Kondensator im entladenen Zustand aus wie
ein Kurzschluss und er kann während des Aufladens beim Einschalten
enorme Ströme ziehen. Ein einzelner 10µF ist da selten ein Problem, aber
wenn über die Platine viele MLCC Kondensatoren verteilt sind, dann kommt
da einiges zusammen. Das kann problemlos reichen um die Spannungsquelle
im Einschaltmoment zu überlasten. Die Kurzschluss Schutzfunktion kann
anspringen und ähnliche unschöne Effekte können auftreten. Dagegen hilft
eine Einschaltstrombegrenzung. Hast Du einen Mikrokontroller auf deinem
Board kannst Du auch einzelnde Baugruppen zeitversetzt mit Spannung
versorgen (Power Sequencing).
Kann mich das schon geschriebene bestätigen.
Ergänzend:
- für Hochfrequenz (µC)ist Keramik das einzig richtige - besser +
Tantal...
- wenn du willst dass der Keramik-C unter Spannung noch viel Kapazität
hat, nimm eine größere Baugröße - z.B. 1210!
- kleine Baugröße und viel Kapazität: Haben bei Nennspannung nur noch
10% bis 20% vom Nennwert! Selbst bei 1/10 Unenn evtl. nur 50%!!!
- Tantal und Elko's werden bei Frequenzen ab 1MHz zum reinen Widerstand,
= keine Pufferwirkung ABER sie dämpfen die Schwingungen (Leiterbahn,
Induktivität + Keramik-C)!
Noch ein Gast schrieb:> Kann ich die TantalC durch KeramikC ersetzen?
Das ist kein Problem. Man muss nur einen Widerstand mit 1-3 Ohm in Serie
zum Kerko schalten, aus oben benannten Gründen. Die Belastbarkeit des
Widerstands beachten.
Noch ein Gast schrieb:> Ich habe nun eine Audio Schaltung wo> ohnehin weitere 10uF KeramikC benoetigt werden in 0805 Groesse
Abgesehen von deiner eigentlichen Frage: Kerkos 10µ in 0805 sind in
Audio-Schaltungen ausschließlich als Abblockkondensatoren tauglich.
Eine Verwendung als Koppelkondensator (egal ob im Signalweg oder in der
Gegenkopplung) solltest du nochmal überdenken. Die starke Abhängigkeit
der Kapazität von der Spannung führt zu erhöhtem Klirrfaktor und
möglicherweise Phasendifferenzen zwischen Links und Rechts, die den
Stereoeffekt beeinträchtigen.
Narben Johnny schrieb:> Beispiel LM337. Ich habe mal eine Schaltung mit> besagten Bauteil aufgebaut und aus Gründen der Vereinfachung zwei> Keramikkondensatoren am Ausgang festgelegt. Beim Testen ist mir dann> aufgefallen, dass die Ausgangsspannung schwingt. Ein Blick ins Datenblat> verriet, dass er eigentlich einen Tantal- oder Alu-Elko am Ausgang> benötigt. Kondensator ausgetauscht und es ging.
Der 337 ist ein PNP-Regler, Quasi ein LDO. Die sind Kritisch. Die 79XX
sind ebenso zickig.
> Beim LM317 gab es da keine Probleme. Der funktionierte mit Keramikelkos> am Ausgang.
Das ist ein NPN-Regler. Der verträgt sowas. Wie auch die 78XX
Hallo,
in unserer Firma wurden bereits Mitte der 90er Jahre alle Baugruppen
redesigned, die Tantalelkos als Stützkondensatoren enthielten. Also
immer wenn man den Strom nicht in der Hand hat, Finger weg. Siehe auch
Beitrag "Brennende Tantalkondensatoren"
Grüße MKch
Noch ein Gast schrieb:> Versorgungspin .. einen Alu-Elko oder> TantalC um die 10uF als Puffer.
Tantal auf Versorgungsleitungen ist erstmal Scheiße, die Dinger mögen
keine Ströme. Das hat in der Firma mal viel Kosten verursacht und der
Entwickler war beleidigt, als ich ihn als Dilletant tituliert habe.
Manfred schrieb:> ...als ich ihn als Dilletant tituliert habe...
Das ist ja auch nicht die feine Art ;)
Manfred schrieb:> ...die Dinger mögen keine Ströme...
Über wie viel Strom reden wir hier?
Tantal würde ich meiden, hochkapazitive KerKos auch und SMD Kerkos
neigen gerne zum Bruch oder zu Microfonie, ein guter AL Elko und kleine
SMD sind OK, aber ohne die genaue Anwendung zu kennen kann man kaum
einen Rat geben.
Auch Folien Kondensatoren können gut oder schlecht sein.
Manfred schrieb:> Tantal auf Versorgungsleitungen ist erstmal Scheiße,
Ja ja, die ganze Welt macht es und du sagst es ist scheisse.
Das ist nur eine Frage der Dimensionierung. Wenn man
natürlich bei 16V Betriebsspannung einen Tantal mit
16V Nennspannung verwendet ..... daher die Dillettanten.
Tantals vertragen nur nicht die schnellen Spannungsanstiege
die speziell beim Einschalten auftreten.
Zum Abblocken der Versorgungsspannung für die ns-Spitzen hilft
ein 100...330 n Kerko. Und für die µs-Spitzen parallel dazu ein
Standard-Alu-Elko.
Das funktioniert so gut, wie immer, WENN da nicht mehr, als
10 µF nötig werden. Sonst ist es kein Abblocken mehr, sondern
Spannungsglättung.
Die Nennspannung beider Kondensatoren sollte für Funktion
(Kerko) und Langlebigkeit (Elko) ein Vielfaches der
Betriebsspannung sein.
Der Vorteil von Tantal-Elkos ist ihr niedriger ESR.
Der Nachteil von Tantal-Elkos ist: Wenn man von ihrem
niedrigen ESR profitieren will, werden sie über kurz, oder
lang zu Kurzschlüssen.
Schaltungen mit Tantal-Elkos gibt es schon 50 Jahre.
Aber in Schaltungen, die etliche Jahrzehnte funktioniert
haben, findest du nie einen Tantal. Höchstens Alu-Elkos,
die mal (evtl. parallel mit einem Kerko) als Ersatz
reingepfriemelt wurden...
Manfred K. schrieb:> in unserer Firma wurden bereits Mitte der 90er Jahre alle Baugruppen> redesigned, die Tantalelkos als Stützkondensatoren enthielten. Also> immer wenn man den Strom nicht in der Hand hat, Finger weg.
Genau das passierte bei uns auch! Das Gerät braucht 12V bei maximal 1A,
versorgt aus einen Primärschaltregler-Steckernetzgerät. Geschaltet wurde
auf der 12V-Seite, die Tantals flogen teilweise bereits in der
Fertigungs-Endprüfung weg.
Der schlaue Entwickler hat diese dann durch Tantals mit höherer
Spannungsfestigkeit ersetzt ... und sie flogen trotzdem weg.
Richard B. schrieb:> Manfred schrieb:>> ...die Dinger mögen keine Ströme...> Über wie viel Strom reden wir hier?
Das kann ich Dir nicht konkret sagen, dazu müssten wir Datenblätter
studieren. Ich erinnere mich, dass in Datenblättern vom Innenwiderstand
der Quelle gesprochen wurde, abhängig von der Spannung.
Ich komme seit zweistelligen Jahren ohne Tantalelkos aus, wobei diese in
den 70er-Jahren in der Tonstudiotechnik ihre Berechtigung hatten und
keinerlei Ärger machten.
Arduinoquäler schrieb:> Ja ja, die ganze Welt macht es und du sagst es ist scheisse.
Nee, siehe den Beitrag von Manfred Koch!
> Das ist nur eine Frage der Dimensionierung. Wenn man> natürlich bei 16V Betriebsspannung einen Tantal mit> 16V Nennspannung verwendet ..... daher die Dillettanten.
Du kennst Dich aus? Nehme Dir eine 18650 LiIon, einen 6,3V-Tantal und
ein Relais mit Umschalter und Entladewiderstand. Taktgeber dran, die
Spannung hart drauf, wieder aus, 10_tau warten, wieder an ... nach
maximal ein paar hundert Zyklen knallt der Tantal weg.
> Tantals vertragen nur nicht die schnellen Spannungsanstiege> die speziell beim Einschalten auftreten.
Quatsch, der Strom ist das Problem. Ach ja, Strom ist bei jeder Art
von Kondensator der Auslöser von Problemen.
Jacko schrieb:> Der Vorteil von Tantal-Elkos ist ihr niedriger ESR.> Der Nachteil von Tantal-Elkos ist: Wenn man von ihrem> niedrigen ESR profitieren will, werden sie über kurz, oder> lang zu Kurzschlüssen.
Dieser Tantalkram war in Blaupunkt-Autoradios verbaut, mehr als eines
davon flog einfach weg, wenn man mehrfach die Versorgung gesteckt hat ..
70er Jahre.
> Schaltungen mit Tantal-Elkos gibt es schon 50 Jahre.
Das überschreitet meine aktive Zeit um ein paar wenige Jahre.
> Aber in Schaltungen, die etliche Jahrzehnte funktioniert> haben, findest du nie einen Tantal.
Na doch, als Koppel-C in Audioschaltungen (Telefunken-ELA) machten die
keinen Ärger.
Gästchen schrieb:> Jacko schrieb:>> Der Vorteil von Tantal-Elkos ist ihr niedriger ESR.>> Ist das so? Eigentlich kenne ich es so dass ihr ESR mehrere Ohm's hat.
Wäre ein guter Grund gewesen diese unsägliche Threadleiche ruhen zu
lassen, in der offensichtlich viele Dummschwätzer das als eigenes
Wissen/Erfahrung verkaufen, was sie irgendwo, irgendwann einmal in ganz
anderen Zusammenhängen, aufgeschnappt haben.
Es würde ausreichen, wenn du die richtige Aussage bestätigen würdest. Im
Thread stehen auch richtige Aussagen drin, und nicht alle sind
Dummschwätzer. Es geht einzig und allein um die Tatsache, und es ist der
einzige Thread der sich mit der Problematik beschäftigt, und ich sehe
überhaupt keinen Sinn darin mehrere Threads mit der gleichen Problematik
zu züchten.
