为什么推荐使用钽电容而不是陶瓷电容作为稳压器?

电器工程 电容器 电压调节器 陶瓷制品
2022-01-20 06:23:13

LM1117 稳压器数据表建议在输入和输出上使用钽电容。这是什么原因?钽电容比陶瓷电容有什么优势?

一个 10μF 的钽电容成本约为 21 美分,而一个 10μF 的陶瓷电容成本约为 3 美分陶瓷电容器在物理上也有点小。另外,您不必担心陶瓷电容器的极性错误。我相信陶瓷电容器对冲突矿物的担忧也较少。

钽电容有什么优势,为什么数据表推荐钽电容用于稳压器的输入和输出电容?如果改用陶瓷电容器会发生什么?

注意:对于声称这是重复的每个人,为什么 LM1117 数据表特别指定了钽电容器?,这个问题是关于钽电容和电解电容的,而我的问题是关于钽电容和陶瓷电容的。相关,但不一样。

4个回答

要阅读的数据表的重要部分是:-

在此处输入图像描述

因此,如果您选择陶瓷电容器作为输出,您可能会在 LM1117 中造成不稳定,因为陶瓷电容器的 ESR 可能低于 0.3 Ω。

这并不意味着您不能使用陶瓷电容器 - 只要您准备添加一个小值串联电阻就可以了。通常,此“规则”适用于轻负载情况。在中重负载时,负载本身会“抑制”LM1117 变得不稳定的潜力。

LM1117 至少有 15 年的历史,如果不是 20 年的话。

那时的 10uF 等大型陶瓷电容器不像现在那么普遍和便宜。

芯片输出需要一个具有一定最小电容和一定ESR范围的电容才能工作在稳定的工作条件下。ESR 太低或太高,稳压器就会变成振荡器。

钽电容非常适合这一点,而且芯片甚至可能被设计为与钽电容一起工作,因为它们在当时很常见。钽是合乎逻辑的选择,因为它们通常比那个时代的典型电解电容更小、ESR 更低、寿命更长。

基本上,没有足够大的陶瓷,所以它们更贵。具有大 ESR 的电解液可能是个问题。并且使用现代陶瓷帽可能具有太低的 ESR。

如果您查看来自其他制造商(例如 OnSemi)的更新 LM1117 数据表,它们在合适的电容列表中包括陶瓷和铝电解电容器,只要它们满足电容和 ESR 要求。

如果您想使用带有调节器的现代陶瓷帽,请不要使用与陶瓷帽不稳定的旧调节器。相反,请使用与陶瓷帽配合使用的现代调节器。

这些天很少看到推荐钽而不是陶瓷。如果它是一个旧的调节器(如 1117),它可能需要一些 ESR 才能工作,因为控制回路是如何建立的:负载导致极点/零点情况,输出滤波器实际上是回路补偿的一部分,它不仅可以提供瞬态。

简而言之,一些稳压器在没有 0.5 欧姆 ESR 的情况下根本不稳定,而且陶瓷帽通常没有 ESR 可言。钽有一些(少于铝),所以这些是稳定的。如果是这种情况,您可以使用与输出陶瓷串联的 0.47 欧姆电阻来运行调节器。

另一个问题可能是陶瓷的电压降额:随着电容器上的直流偏压升高,可用容量最多降低 50%;这是一个材料问题,它取决于电介质(只有 II 类有这个问题,C0G 和 NP0 在直流偏置下稳定)。这可以简单地使用 a) 更大的电容器(以法拉为单位)或 b) 更大的电容器(工作电压)来解决。无论如何,大多数时候使用电容器越大越好。

还有一些其他差异,但我看不出它们与电压调节器有何关系。

此外,请检查数据表日期:也有可能当时所需值的陶瓷不能简单地获得

非电子答案以恭维其他人:-

它推荐钽,因为它很旧(2000 年 2 月)并且早于多层陶瓷的普遍存在。所以接下来就是去材料了。现在它被广泛归类为冲突矿物,即:-

在政治不稳定的地区,矿产贸易可用于资助武装团体、助长强迫劳动和其他侵犯人权行为,并支持腐败和洗钱活动。

这些所谓的“冲突矿物”,如锡、钨、钽和金,也称为 3TG,可用于手机和汽车等日常用品或珠宝首饰。

消费者很难知道他们购买的产品是否在资助海外暴力、侵犯人权或其他犯罪活动。

所以现在非常政治不正确。来自欧洲的参考美国也有类似(但更模糊)的立法。