Verbaut man noch Tantal Kondensatoren?

[intercorni]

Hallo,

ich habe hier einige Schaltungen, die vorn an der Betriebsspannungs-Klemme Tantal Kondensatoren benötigen. Ist das heute noch zeitgemäß?
Oder sollte ich an Stelle der Tantal-Typen lieber "normale" Elkos verwenden?

 

[JuergenPB]

Wenn es nicht zwingend notwendig ist, sollte man auf Tantalkondensatoren verzichten. Gerade bei der Stromversorgung sind die krtitisch: falls die einen Defekt haben, reißen die alles mögliche mit in die ewigen Jagdgründe, da sie dann meist einen satten Kurzschluß verursachen.
Wenn es um die Stromversorgung geht.... -> raus mit den Tantaldingern, sofern Platz für normale Elkos ist.

Warum kein Tantalelko verwenden?

Die Schaltfestigkeit ist schlecht. Es gibt zwar solche mit guter Schaltfestigkeit, diese sind jedoch nicht gerade billig. Heikel ist es dann, wenn Tantalelkos an Netzspannungen niedrigstohmig betrieben werden, wenn die Betriebsspannung fast gleich gross ist wie die Nennspannung des Tantalelko. Kommt es zu einem Mikrodurchschlag im Innern des Tantal-Elko, entsteht stets ein satter Kurzschluss. Dies ganz im Gegensatz zu herkömmlichen Elkos und andern Kondensatoren, die (eher) selbstheilend sind. Selbstheilende Kondensatoren sind solche, welche bei einem mikrofeinen Spannungsdurchschlag ein feines Loch in die leitende Folie brennen. Dies vermeidet einen Kurzschluss. Geschieht dies allerdings zu häufig über Jahre hinweg, nimmt logischerweise die wirksame Fläche und somit die Kapazität ab.

Als die Tantalelkos etwa in den 1970er-Jahren das Licht der Elektronikwelt erblickten, kam es erstmals zur Euphorie und man verbaute diese kleinen Wunderelkos in Riesenmengen als Block-Elkos nahe an die IC-Speisungen bis sich die negativen Erfahrungen durch Ausfälle häuften. Woher kam diese Euphorie? Der Tantalelko hat eine sehr hohe Kapazitäts-Volumen-Dichte und eine geringe Eigeninduktivität. Diese Euphorie verschwand bald, denn die Reparaturen kaputter Schaltungen lohnten sich schliesslich nicht. Die bessere Lösung ist stets die, dass man auf einer Leiterplatte am Eingang der Betriebsspannung grosse Elkos um die 100 µF oder mehr einbaut und in der Nähe der ICs lötet man vorzugsweise Multilayer-Chipkondensatoren mit Werten um die 100 nF oder auch etwas mehr. Dies ist auch etwas eine Preisfrage. Dazu kommt noch, dass Tantalelkos nicht gerade billig sind und der Rohstoff Tantal ist selten, - dies je selten desto mehr!

Trotzdem gibt es einen wirklich sinnvollen Einsatz für Tantalelkos. Sie haben selbst bei hohen Kapazitäten relativ kleine Verlustströme. Dies erlaubt es relativ hohe Werte von Zeitkonstanten zu erzeugen...


Quelle: http://www.elektronik-kompendium.de/pub ... eg3pin.htm

 

[Ilanode]

Ich habe mal versucht, dass auf der Synth-DIY-Liste nachzuvollziehen: Tantal-Kondensatoren werden i.d.R. für Synth-Schaltungen nicht mehr genommen, da sie anfällig sind und, wenn sie kaputt gehen, im Ggs. zu Elkos (oft) einen Kurzschluss verursachen. Es gibt aber einige wenige Fans, die sagen, man müsse sie nur richtig einsetzen und moderne Tantals seien nicht besonders Fehler anfällig.

=> Bei älteren Schaltungen würde ich sie durch Elkos ersetzen.

Tantalum: A dielectric capable of giving very high capacitance
in a very small space. Tantalum caps are made of two
constructions, Wet and Dry. Wet tantalum caps have a liquid
electrolyte which causes the "dielectric" to be formed. They
have been almost completely replaced by "Dry" tantalums. Dry
tantalums use a spherical powered tantalum material with a
dielectric coating on the outside. They are "sintered" together
to form an almost solid material with very high capacitance
value per unit volume. They have reasonably low self inductance
and very low ESR.



Warning: Tantalum caps are RABIDLY polar. Reversing the DC
polarity even for a brief period of time will cause them to heat
and self-destruct. They are most common in low voltages and
values below a few microfarads. High voltages and large
(>5-10uF) values get very expensive. Their low ESR and
self-inductance makes them perfectly suited to power supply
bypass duties. Leakage current is usually very low, much better
than electrolytics. They should be avoided in audio coupling
(bipolar) circuits.

http://musicsynthesizer.com/txt/caps2.txt

 

[Anonymous]

Es gibt sehr wenig Schaltungen, wo ihre Vorteile benötigt werden, vor allem im Vergleich zu aktuellen Elkos.
Insbesondere an der Spannungsversorgung von Audio- und Synthesizerschaltungen haben sie keine Vorteile.

In einem Analog-Synth sind eigentlich nur der Hüllkuvengenerator und der LFO Kandidaten für Tantals, und davon fällt der LFO wegen der typischerweise benötigten Bipolarität aus...

Aktuelle Tantals sind tatsächlich nicht mehr so fehleranfällig, in SMD-Schaltungen werden die häufig wegen ihrer kleinen Bauform bevorzugt.

 

[intercorni]

Danke für die Antworten.

 

[tulle]

Tantals haben einen sehr niedriegen Innenwiderstand und halten hohe Rippleströme aus. Ich verwende die Teile vorwiegend in Schaltreglern als Ausgangskondensatoren. Was Tantals absolut nicht mögen: Überspannung und ein hohes du/dt (Spannung läuft schnel hoch).
Elkos sind Klassen schlechter. Trocknen aus und sind schön billig.

 

[Ilanode]

Aktuelle Tantals sind tatsächlich nicht mehr so fehleranfällig, in SMD-Schaltungen werden die häufig wegen ihrer kleinen Bauform bevorzugt.

Habe auch schon festgestellt, dass SMD-Elkos teilweise "riesig" sind. Sind moderne SMD-Tantals langlebig? Und, wenn sie sich verabschieden, ist nach wie vor ein Kurzschluss zu erwarten?

 

[Anonymous]

ist nach wie vor ein Kurzschluss zu erwarten?

Weiß ich nicht, die Dinger gehen einfach zu selten kaputt. Ich meine allerdings ja.

Übrigens machen Keramikkondensatoren das auch - die sind dicht an der Nennspannung auch nicht unbedingt Dauerfest, bei 30V (+/- 15 vom OP) sollte man da 50V oder 63V Typen nehmen, keine mit 35V.

Ein wesentlicher Punkt bei der Lebensdauer ist die Temperatur. Wenn die Geräte lange halten sollen, bau sie so, das sie nicht so warm werden. Das macht mehr aus, als endlose (letztlich doch oft semiqualifizierte) Gedanken zum "besseren" Bauteil. (Ähnlich wie bei der Audioqualtiät - es heißt "gewusst wie", nicht "gewusst womit"!)