Оксидные конденсаторы с твердым электролитом в цепях питания

на страницах сайта 

www.electrosad.ru

Какие оксидные конденсаторы с твердым электролитом емкостью 1500 и более мкФ посоветуете использовать. Имею ввиду с низким ESR и максимальную рабочую температуру. Какой компании? Или считаете не стоит париться  - купить китайские с жидким электролитом и керамический параллельно с ним и использовать? Просто есть опасения в такой комбинации поиметь паразитный резонансный контур.

 

 

Не смотря на публикацию на сайте материалов о работе оксидных конденсаторов (ОК) у читателей продолжают поступать вопросы по их применению. На рынок периодически вбрасываются новые более качественные изделия, которые, по заявлениям производителей обладают новыми, лучшими характеристиками.

Последний "писк моды" это оксидные конденсаторы с твердым электролитом.

 

Попробую здесь популярно и без формул объяснить что делать

Конечно я бы порекомендовал применить в цепях питания, где присутствуют ВЧ помеха, поступающая - как со стороны импульсного источника питания - инвертора, так и нагрузки (CPU, GPU, модулей памяти) оксидные конденсаторы с твердым электролитом или твердотельные (танталовые). По характеристикам они очень близки. Характеристики некоторых ОК разных производителей и типов Вы можете посмотреть здесь.

Что касается ESR то этот параметр для лучших оксидных конденсаторов (OSCon, танталовых, с твердым электролитом) приблизился к физическому пределу.

Для лучших это менее 10 мОм, а у хороших 10-30 мОм. Причем эти величины характерны для всех ОК, предназначенных для работы в условиях наличия импульсных помех.

Что касается собственной индуктивности Ls, то у современных ОК ее величина тоже приблизились к физическому пределу и составляет от 3 до 15 нГн. Эта величина, в отдельных случаях, меньше индуктивности цепей к которым они подключены. За исключением случаев когда ОК подключаются к линиям с распределенными характеристиками, как на системных платах (мамах) ПК.

Указанные выше примерные величины могут быть улучшены но очень незначительно, эти улучшения не могут кардинально решить их проблемы возникающие при работе с широкополосной помехой.

Чем же привлекают ОК с твердым электролитом?

Прежде всего возможностью работы при более высоких температурах, что вытекает из применения твердого электролита. У него отсутствует газовыделение при температурах до 125 - 185 градусов.

Некоторые ОК с твердым электролитом (ОКПЭ)  позиционируются как работающие при температуре до 125°С, 165°С, 185 °С. Об этом была информация в марте 2002 года на сервере TechNwes со ссылкой на компанию Electrocomp, но сейчас подобных конденсаторов в продаже нет. Имеются только ОК с рабочей температурой 105°С. Мелькали в номенклатурах ОКПЭ с рабочей температурой 125°С, но их найти чрезвычайно трудно.

И не смотря на это, ОК с полимерным (твердым) электролитом имеют наиболее широкий диапазон рабочих температур: от -55°С до +105°С.

Максимальная рабочая частота любого ОК (самого лучшего включая ОК с твердым электролитом) емкостью 1500 мкФ не превышает нескольких мегагерц, причем существует зависимость для ОК одной модели -  чем больше емкость конденсатора тем ниже его граничная частота. Именно, исходя из потребности  расширить полосу частот, ряд номиналов ОК с твердым электролитом смещен в область малые емкостей.

 

Как определить способность примененного Вами ОК работать в требуемой цепи?

Грубым признаком того, что ОК примененные вами, не справляются  с фильтруемыми токами, является повышенная температура корпуса, по отношению к температуре окружающего воздуха. Но этот признак может быть применен только в том случае если мощность ВЧ гармоник превышает несколько Ватт, когда возможно зарегистрировать их тепловой эффект.

Более тонким признаком является наличие в цепях распределения питания или на Вашем фильтрующем конденсаторе высокочастотных составляющих напряжения или тока. Но для такого контроля требуется знание схем узла где стоят контролируемые ОК, применение достаточно качественной контрольно - измерительной аппаратуры.

Не смотря на то что данный критерий весьма субъективный, это наиболее простой и наглядный способ оценить работу ОК в цепи.

На мой взгляд, не смотря на величину рабочей температуры ОК равной 105°С, для диагностирования того что конденсатор не справляется с фильтрацией достаточно превышения температуры его корпуса на 15-20°С по отношению к температуре наружного воздуха.. В этом случае температура в диэлектрике может быть в 2-3 раза выше.

В этом случае, можно применить дополнительные (навесные) конденсаторы, эффективность работы которых существенно зависит от их типа и величины и места расположения.

Существующее заблуждение, что достаточно поставить дополнительный керамический конденсатор. В реальных условиях необходимо ставить на 1500 мкФ конденсатор фильтра дополнительно несколько конденсаторов. Наилучший эффект дает такая комбинация:

1500 мкФ - основной конденсатор фильтра (тип определяет производитель),

100 мкФ - танталовый безвыводный,

1-10 мкФ - керамический.

 

Поэтому в условиях широкополосной мощной помехи решить проблему способен только сложный фильтр:
  1. - если ставится задача качественно фильтровать, надо считать фильтр с учетом всех индуктивностей входящих в цепь и ставить три и больше звеньев фильтра. В этом случае и необходимо применение сложных многозвенных фильтров, описанных в Патенте №2231899 "Фильтр для подавления помех в цепях питания больших цифровых интегральных схем". Частотная характеристика такого фильтра. Частным случаем которого является установка несколько дополнительных конденсаторов разной емкости. Установка должна выполняться согласно рекомендациям описанным в патенте №2231899.
  2. - если ставится задача снизить температуру ОК, то достаточно или ОК с твердым электролитом или танталовый. В случае если температура корпуса последнего превышает температуру окружающего воздуха хотя бы на 15 град.С следует использовать хотя бы один навесной конденсатор (такой емкости, при которой температура контролируемого ОК не будет отличаться более чем 2-3 град.С от окружающего его воздуха).

В любом случае.

НЕ ЗАБЫВАЙТЕ! Тепловыделение на ОК напрямую зависит от загрузки процессора.

Чем больше загружен процессор - тем больше нагрев ОК.

 

Ссылки на более подробное рассмотрение проблемы:

  1. Свойства конденсатора и их влияние на его применение.
  2. Оксидные конденсаторы, некоторые особенности применения.
  3. Патент №2231899 Фильтр для подавления помех в цепях питания больших цифровых интегральных схем.

А.Сорокин 2009.

  Яндекс.Метрика

<<назад>> <<в начало>> <<на главную>>

Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:

/Неизвестный процессор/Охлаждение ПК/Электроника для ПК/Linux/Проекты, идеи/Полезные советы/Разное/
/
Карта сайта/Скачать/Ссылки/Обои/Форум/Каталог/

При полном или частичном использовании материалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна.
Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через
гостевую книгу или почтой.

Copyright © Sorokin A.D.

2002 - 2012