사용하기에 가장 안전한 커패시터 전압 정격은 얼마입니까?

100mbps 이더넷 phy의 3.3v 전원에서 벌크 디커플링으로 Case R 탄탈륨 커패시터 (10uF 6.3v)를 사용하고 있습니다. 또한 핀에 더 가까운 0.1uF 세라믹을 사용하고 있습니다.

평소와 같이 PCB의 공간을 크게 압박하고 있으므로 0603 크기의 캡으로 교체하고 싶습니다. 문제는 4v에 대해서만 등급이 매겨져 있다는 것입니다. 일반적으로 커패시터는 항상 볼 전압의 두 배에 달합니다.

조정 된 3.3v 라인에서 4v 커패시터를 사용하면 문제가 될 가능성이 있습니까?

디커플링에 탄탈륨 캡을 사용하는 것은 오늘날의 옵션과 어리 석습니다. 0603 패키지의 1µF 6V 세라믹 캡은 저렴하고 쉽게 구입할 수 있습니다. 어쨌든 디커플링의 경우 10µF보다 좋습니다. 전원 공급 장치 연결 지점에서 10µF는 의미가 있지만 분리에는 적합하지 않습니다. 모든 유명 제조업체의 데이터 시트에서 100nF, 1µF 및 10µF 세라믹 캡의 임피던스 플롯을 살펴보십시오.

당신의 모자 사양에 매우주의하십시오! 그들이 주장하는 것이 아닐 수도 있습니다.

세라믹 캡의 한 가지 문제점은 전압이 증가함에 따라 커패시턴스가 느슨해진다는 것입니다. 예를 들어 Venkel의이 X5R 세라믹 캡은 10uF 및 6.3v입니다. 문제는 6.3v에서 실제 커패시턴스는 단지 2uF로 내려 간다는 것입니다! 80 % 감소합니다! 2.0v에서도 정격 값의 30 %가 누락되었습니다.

여기에 문서화 되어 있지만 Venkel에만 국한되지는 않습니다. X7R, X5R 및 아마도 다른 세라믹 캡이 어느 정도 어려움을 겪습니다. COG / NPO에는이 문제가없는 것 같습니다. 이 문제는 전체 커패시터 데이터 시트에 나열되어 있지 않지만 웹 페이지의 동일한 위치에 있지 않은 보충 "기술 데이터"문서에만 표시되어 있습니다.

그러나 기본적인 질문은 커패시터를 "얼마나 줄여야 하는가"입니다. 물론 10 EE에게 이것에 대해 물어 보면 아마도 15 가지의 다른 답을 얻게 될 것입니다. 다음은 대략적인 규칙 또는 지침입니다.

• 정전 용량이 중요한 경우 알루미늄 전해 캡이 50 % 이상으로 저하됩니다. 즉, 12.5v 레일에 25v 캡을 사용합니다. 커패시턴스가 중요하지 않으면 전압 마진을 줄일 수 있습니다.

• 탄탈륨 캡은 대부분의 레일에서 최소 50 %까지 사용률이 낮아져 사용이 보호됩니다.

• 10V 이상의 세라믹 캡은 50 %로 저하됩니다. 전압이 10V 아래로 떨어지면 마진이 줄어 듭니다. 예를 들어 3.3v 레일에서 4.6v 캡을 실행합니다. 그러나 세라믹 캡에 대해 이미 말한 것을 명심하십시오.

• 캡의 응력이 가벼울수록 허용 한계가 줄어 듭니다. 예를 들어, 신호가 매우 가끔 90v로 이동하지만 대부분 50v 미만인 경우 100v 세라믹 캡을 사용할 수 있습니다. 온도, 전압, 전류 및 ESL / ESR 효과가 여기에 적용됩니다. 스트레스가 많은 캡은 훨씬 더 많은 마진을 얻게됩니다.

• 50 % 미만의 경감은 다른 이유가있는 경우에만 발생합니다. 비용, 크기 및 기타 요인이 적용되지 않으면 항상 최소 50 %를 줄입니다.

• 회로가 제대로 작동하고 전압 스파이크 또는 기타 나쁜 동작 문제가 문제가되지 않으면 마진이 줄어들 수 있습니다.

그러나 이것은 대략적인 경험 법칙 일뿐입니다. 각 경우를 개별적으로 고려해야하고 장단점을 가중시켜야합니다.

최신 정보:

다음은 AVX의 일부 문서입니다. "DC 바이어스 종속성"이라는 제목 아래 3 페이지에 있습니다. X7R의 전압 대 캐패시턴스 곡선은 Venkel이 가진 것보다 훨씬 "더 낫습니다". 따라서 캡 값이 정말로 중요한 경우 연구를 수행하고 원하는 캡을 얻으십시오.

Olin의 의견에 덧붙여서 크기가 조정되었다-모든 종류의 "전력"이 존재하는 회로의 탄탈륨 커패시터는 완전히 재앙이 발생한다는 점에 유의하십시오.

탄탈 커패시터는 상당히 약간 정격 전압을 초과하는 전압에서 통해 절연 층 펀치 경향, 그들은 자기 치유되지 않습니다. 일단 층이 깨지면 커패시터는 가용 에너지와 자체 파괴를 버립니다. 정상 고장 모드는 금속 단단합니다. 선택적으로 연기, 냄새, 불꽃, 소리 및 폭발이 있습니다. 나는 한 번의 흥미 진진한 행사에서이 모든 것을 듣고 제련했습니다.

정격 전압을 초과하는 파워 레일에서 매우 짧은 전압 스파이크는 절연 층에 구멍을 뚫어 파워 레일 에너지가 작업을 완료하도록합니다.

세라믹 : 온도 효과는 등급에 따라 다릅니다. 또한 넓은 온도 변화 등급에서 기계적 마이크로 포니가 더 나쁩니다. 일반적으로 전력 디커플링에는 문제가되지 않습니다.

레귤레이터 입력에서 저급 세라믹 (열악한 온도 허용 오차로 인해 기계적으로 열악한)은 스텝 전압이인가 될 때 (예 : 전원을 켤 때와 같이) "링"하여 레귤레이터를 파괴 할 수 있습니다. 이것은 비정상적이고 쉽게 보호되지만 알 필요가 있습니다.

세라믹이 어떤 이유로 든 귀하의 요구를 충족시키지 못하면 단단한 알루미늄 커패시터 (예 : Al 전해물)를 살펴보십시오. 기능 규모와 비용면에서 탄탈룸과 경쟁이 치열하지만 탄탈 럼 치명적 고장 모드는 없습니다.

탄탈륨에 대한 규칙은 전류 제한이없는 경우를 피하는 것입니다. 또는 적어도 가능하면 항상 3 : 1 이상 (일부 사람들은 4 : 1) 전압을 줄입니다. 작은 레귤레이터 출력의 전원 공급 장치에서는 많이 사용했지만 입력에서는 사용하지 않았습니다.