Tantaal 10uF vervangen door keramisch 10uF?

Elektronica liefhebbers,

Hier een praktisch vraagje. Ik heb een PCB ontwerpje met SMD componenten en laten maken bij PCBWays. Echter, ik kom er net achter dat ik een dom foutje heb gemaakt in een schakeling met een lineaire spanningsregelaar. Zie bijgevoegd plaatje. Het betreft een PJ75AL33SA waarbij ik een ingangsrange in gedachte had tot 10V, maar dom genoeg heb ik daar een SMD tantaal condensator gekozen van 10uF/6,3V. Dat gaat natuurlijk nooit goed. Denk je alles 3x gecontroleerd te hebben, zit er toch nog een foutje in. Ik heb teveel gefocused op de hoofdschakeling en dit domweg vergeten. Goed alle componenten zijn al geassembleerd, dus ik zal die C's met de hand moeten vervangen, en het gaat maar om een paar boards, dus dat is het probleem niet. Het probleem is wel dat ik heel moeilijk 10uF tantaal smd C's kan vinden van 20V met footprint 0805 (inch maat). Ik kan ze voor zover ik kan zien alleen bij Mouser krijgen, maar aangezien het om slechts 11 stuks gaat betaal ik dan gelijk €20 aan verzendkosten. Dat wordt me toch iets te gortig. Nu heb ik niet zoveel ervaring met deze specifieke regelaar, maar zou 10uF keramisch een optie kunnen zijn? Die zijn wel wat ruimer verkrijgbaar in deze maat.

Eventueel zou ik ook nog kunnen leven met een ingansspanningsrange tot 8V, dus dan zou ik met 16V tantaal uit kunnen, maar ja, zelfde verhaal.

Als iemand een goed alternatief heeft, hoor ik het graag.

Peet

Ha PeetD,

Dat is jammer maar kan gebeuren |:(
Ik verwacht in jou schakeling geen problemen zeker aan de uitgang niet aan de ingang even opletten waar je vandaan kom !
Er zijn uiteraard verschillen maar beiden hebben voor en nadelen....

Veroudering:
Als het om condensatoren gaat, wordt een logaritmische afname van de capaciteit in de loop van de tijd veroudering genoemd.
Keramische condensatoren verouderen, terwijl tantaal dat niet doet. Tantaal condensatoren hebben niet eens zover ik weet een bekend slijtagemechanisme.

Polarisatie:
Tantaal condensatoren zijn typisch gepolariseerd.
Dit betekent dat ze alleen kunnen worden aangesloten op een Dc-energievoorziening met inachtneming van de juiste polariteit. Keramische condensatoren zijn daarentegen niet gepolariseerd en kunnen veilig worden aangesloten op een wisselstroombron.
Door niet gepolariseerd te zijn, hebben keramische condensatoren een betere frequentierespons.
Dit laatste is aan de uitgang van je regelaar belangrijk......

Temperatuurrespons:
Wanneer tantaal condensatoren worden blootgesteld aan temperatuurveranderingen, vertonen ze meestal een lineaire capaciteitsverandering, terwijl keramische condensatoren meestal een niet-lineaire respons hebben.
Keramische condensatoren kunnen echter lineair trendmatig worden gemaakt door het bedrijfstemperatuurbereik te verkleinen en rekening te houden met de temperatuurrespons tijdens de ontwerpfase.

Spanningsreactie:
Wanneer we kijken naar capaciteitsveranderingen met aangelegde spanning, vertonen tantaal condensatoren een consistente stabiliteit, terwijl keramische condensatoren dat niet doen.
Als reactie op hogere aangelegde spanningen, krimpt de permittiviteit van het diëlektricum binnen de keramische condensator en veroorzaakt veranderingen in capaciteit.
Hoewel de veranderingen in capaciteit van keramische condensatoren meestal lineair zijn en gemakkelijk kunnen worden verklaard, kunnen sommige diëlektrica met een hogere permittiviteit ongeveer 70% van hun initiële capaciteit verliezen bij gebruik bij nominale spanning.

Al met al even opletten welk type keramische condensator je gebruikt maar zoals je al aan geef er is keuze genoeg.....

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Keramische condensatoren hebben een erg lage ESR, maar daarom had je denk ik ook al een tantaal gekozen. Te lage ESR kan problemen geven, vooral aan de uitgang van low-drop spannings regelaars. Soms staat hier richtlijnen over in het datasheet van het IC.

0805 en andere rechthoekige SMD formaten zijn heel goed te stapelen, en dat ziet er nog netjes uit ook. Als je met 2 pincetten werkt, dan kun je in allebij tegelijk knijpen, waardoor ze perfect recht op elkaar komen,

Bijgevoegde foto gebruik ik soms om m'n handen vrij te houden bij metingen. Maar als je b.v. een vulpodlood in zo'n tang zet kun je het ook als 3e handje gebruiken om SMD spul op z'n plaats te houden tijdens solderen.

Ingang kan 2 opties zijn:

  • 5,5 of 6V gestabiliseerd DC (afkomstig van andere lineaire spanningsregelaar)
  • 8,4V DC van een Lithium Polymeer accu
Arco

Special Member

Tantaal zal lastig worden, of je moet geduld hebben. (bij bijna alle leveranciers tussen half jaar en jaar levertijd, net zoals meeste andere componenten :( )
Arrow heeft er nog 4: https://www.arrow.com/en/products/tpcr106k016f1800/avx

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Snelle search
geen idee naar kwaliteit.

https://www.budgetronics.eu/nl/condensatoren/tantaal-smd/500-x-smd-tan…

tantaal 16v 10µF
10€ voor 500 st

ze lijken er ook te hebben van 22µF 20V voor die prijs

Arco

Special Member

Die zijn nogal lomp (7x4mm), dat gaat niet echt passen...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Ha PeetD,

Voor de uitgang heeft @Arco een punt en hier zou je een type kunnen gebruiken die aan de X7R-and X5R specificaties voldoet !
Aan de ingang liever een elektrolytische condensator kan je daar misschien een oplossing bedenken om direct aan de print te solderen als de lay-out het toe staat........

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Normale axiale elcootjes 10uF 25 volt hebben tegenwoordig ook best kleine afmetingen. Je kunt de pootjes zodanig kinken dat ze op de padjes van de smd component passen. Het is een techniek die Philips ook gebruikte bij hybride modules, in de tijd dat SMD algemeen werd, maar nog niet alles in SMD verkrijgbaar was.

10uF elco's radiaal heb ik, maar dat is wel lelijk...

De uitgang is wel ok, daar heb ik de goede tantaal C zitten.

De ingang komt in principe van een gestabiliseerde bron (zie hierboven). Zou ik dan toch niet met een keramische C uitkunnen of misschien wellicht 2x4,7 uF tantaal stapelen?

Op 6 mei 2021 16:50:14 schreef PeetD:
10uF elco's radiaal heb ik, maar dat is wel lelijk...

De uitgang is wel ok, daar heb ik de goede tantaal C zitten.

De ingang komt in principe van een gestabiliseerde bron (zie hierboven). Zou ik dan toch niet met een keramische C uitkunnen of misschien wellicht 2x4,7 uF tantaal stapelen?

Stapelen kan goed. Fieldengineers die wijzigingen in apparatuur bij klanten moeten aanbrengen passen het ook toe indien mogelijk. Vooral het verwijderen van SMD's op een dichtbevolkte print met fijne sporen kan best wat problemen opleveren.

Arco

Special Member

Keramisch c'tje zal wel werken. Neem er wel een met een ruim hogere spanning (als de spanning in de buurt van de nominale spanning komt 'kakt' de capaciteit in)
35 volt types: https://nl.farnell.com/w/c/passive-components/capacitors/ceramic-capac…

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Ha PeetD,

Ja dat lijkt een goede oplossing @Kortsluiting_Online heeft dit al geopperd.
Het enige wat ik nog niet vermeld had m.b.t. tantaal die moet je altijd in een beveiligde omgeving gebruiken......
Hier bedoel ik mee ze zijn stabiel maar als ze stuk gaan dan is het 10 van de 10 keer sluiting en dat is direct op je 8,4V DC Lithium Polymeer accu niet leuk 8)7
De andere regelaar daar zit vast en zeker een stroom knie in !

Ik heb uiteraard geen idee van de toepassing en ook de omgeving ( veiligheidseisen ) ken ik niet maar let hier op :D
Iets van een zekering is zeker op zijn plaats......

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Sine

Moderator

Tantaal zou ik sowieso vermijden als het eventjes kan.

Een 10u kearmisch c-tje, een X7R moet huer prima voldoen.

vergeten

Golden Member

Op 6 mei 2021 15:39:19 schreef Kortsluiting_Online:
Keramische condensatoren hebben een erg lage ESR,

Hoe kom je aan die wijsheid, volgens mijn klopt het niet.

Doorgaans schrijf ik duidelijk wat ik bedoel, toch wordt het wel anders begrepen.

Pas goed op met keramisch i.v.m inderdaad de lage ESR en de afname van de capaciteit bij een DC bias. Bekijk de datasheet van de regelaar en individuele curves van condensatoren goed.

Zo een curve kan er zo uit zien:

https://spicat.avx.com/product/mlcc/chartview/08055C225KAT2A

Een hogere spanning heeft naar mijn idee niet zo veel zin, wat lijkt te helpen zijn grotere afmetingen of minder capaciteit.
Het effect is afhankelijk van het materiaal en de elektrische veldsterkte in de condensator.

10 uF in 0805 bij 20V keramisch lijkt mij vrij ruig.

https://lcsc.com/product-detail/Multilayer-Ceramic-Capacitors-MLCC-SMD…

Echte samsungs en ze hebben er zat voor jou doel. Ik heb een zending die daar NET vertrokken is anders had ik er 50 voor je mee kunnen bestellen.

(anderzijds, 500 meebestellen is ook geen slecht plan, mag je er 20 hebbben... ).

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Op 6 mei 2021 18:35:49 schreef vergeten:
[...]
Hoe kom je aan die wijsheid, volgens mijn klopt het niet.

eeuh.. waarom twijfel je? ze worden vanwege hun lage ESR al 50 jaar oa gebruikt als ontkoppelcondensatoren in de voedingslijnen van gepulste electronika .

vergeten

Golden Member

Je hebt gelijk ik was in verwarring met low ESR elco's die zitten nog lager.

Doorgaans schrijf ik duidelijk wat ik bedoel, toch wordt het wel anders begrepen.

Op 6 mei 2021 15:39:19 schreef Kortsluiting_Online:
Als je met 2 pincetten werkt, dan kun je in allebij tegelijk knijpen, waardoor ze perfect recht op elkaar komen,

Oh, ik soldeer altijd de eerste gewoon op de print, dan positioneer ik de tweede bovenop en veeg wat soldeer langs 1 kant omhoog. Dan laat je hem los en valt ie er af omdat de soldeer niet gepakt heeft. Begin overnieuw. Herhaal zonodig.

Als ie eenmaal aan 1 kant vast zit doe je de andere kant. Nu heb je een hand vrij om verse soldeer toe te voegen. Daarna kan je de eerste kant overnieuw doen met wat verse tin om het mooi glimmend te maken.

@vergeten: Ik schat de ESR van een keramische lager in dan van "de beste elco die je kan vinden. Kan je ergens iets officieels voor me vinden waar ik m'n inschatting kan bijstellen?

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Op 6 mei 2021 22:49:41 schreef vergeten:
Je hebt gelijk ik was in verwarring met low ESR elco's die zitten nog lager.

Tantaal en gewone Elco's zitten voor mijn gevoel allbei rond de Ohm. Keramische capaciteiten zitten rond de mOhm.

Er zijn elcos die onder de 0.1 Ohm zitten, maar dan houd het wel een beetje op. In de praktijk is voor elco's de ESR relevant, voor keramische capaciteiten niet, de aansluiting (en ESL) heeft meer invloed.

Dank voor de reacties allemaal. Ik heb 22uF/25V keramisch X5R besteld. Met een DC bias van max 10V hou ik dan nog steeds wel minstens 10uF of meer over zo is mijn inschatting.

Was toch leerzaam.

Groeten,
Peet

Ha PeetD,

Goed te horen dat het gelukt is om je component te bemachtigen :)
Je keuze is goed voor wat de spanning betreft probeer altijd een factor 2 tot 3 keer groter dan de maximale werk spanning te gaan zitten je heb dan ruimte om eventuele transients op te vangen !

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Als je nog zin hebt om te lezen, hierbij een appnote van Ti waarom je met keramische condensatoren achter een ldo moet oppassen.

fatbeard

Honourable Member

Met een DC bias van max 10V hou ik dan nog steeds wel minstens 10uF of meer over zo is mijn inschatting.

Dat is sterk fabrikant en model afhankelijk, raadpleeg de datasheet!
Er zijn X5R condensatoren die op 50% van de nominale spanning nog maar 30% van de capaciteit over hebben...

Algemene vuistregel hier is "bigger is better": als je 1206 kwijt kunt moet je geen 0805 willen hebben; low-profile condensatoren hebben over het algemeen een slechtere DC-bias karakteristiek dan de 'full-size' modellen.

Hee, daar heb je die Arabier weer van Frans-Ierse komaf...

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.