Frage:
Wie kann ich verhindern, dass die Kondensatoren in meinem Diplexer Risse bekommen?
Dieter Vansteenwegen ON4DD
2020-07-07 00:54:31 UTC
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Habe gerade meinen ersten 2m / 70cm Diplexer gemacht. Wichtig: Ich möchte diese bis zu 50 Watt verwenden können. layout with broken 0603 caps S21 aus dem LP-Bereich: S21 LP section

Zugriff haben an reguläre Distributoren wie Farnell / Element14, Mouser, Digikey, ... Ich suchte nach HF-Kondensatoren mit einer Nennspannung von über 200 Volt und fand nur SMD-Teile. Die meisten von ihnen 0603. Theoretisch kein Problem, in der Praxis bewältigen sie die Beanspruchung der Induktoren nicht sehr gut. Einige von ihnen haben ziemlich schnell geknackt und es ist klar, dass dies keine dauerhafte Option ist.

Beim Durchsuchen scheint es, dass dielektrische C0G- oder SL-Kappen für HF-Kondensatoren verwendet werden könnten, aber ich kann anscheinend nicht herausfinden, welche von Spezifikationen, die ich überprüfen würde.

  • Welche Art von Kappen sind leicht verfügbar und wie werden sie ausgewählt (für Frequenzen bis zu 450 MHz)?

  • Ich habe ein paar dieser variablen Kondensatoren (Geschenk von einem neuen SK-Elmer), aber keine Spezifikationen. Sie werden auf alle Werte zugeschnitten, die ich benötige, aber da zwischen den Platten nur ein winziger Abstand vorhanden ist, sind diese für meine Anwendung vermutlich nicht (oder zumindest nicht lange) verwendbar?

enter image description here

Nahaufnahme der Platten (dazwischen befindet sich eine dünne Kunststoffschicht): enter image description here

enter image description here

[BEARBEITEN] Ich denke, das Problem liegt in meiner Konstruktionstechnik.

I. Ich habe versucht, die Länge so kurz wie möglich zu halten, vielleicht zu kurz. Im Tiefpassbein habe ich zum Beispiel den Grabstein des Kondensators (im Stehen) an die Grundplatte gelötet und die Induktoren direkt an die Kondensatoren gelötet. Eine Seite der Kappe ist also buchstäblich der Verbindungspunkt für zwei Induktivitäten.

Der Anfang des Hochpasszweigs ist ein Kondensator, der an den Mittelstift des n-Steckers gelötet ist, wobei ein Induktor an den anderen gelötet ist Seite. Diese mechanische Kraft dieses Induktors hat den Kondensator in zwei Teile zerrissen (dies ist im letzten Bild unten links zu sehen).

Ich denke, ich sollte besser "Pads" in der Masseebene ausschneiden, um als Verbindungspunkte zu dienen, anstatt die Kondensatoren als direkte Verbindungen zu verwenden. Fühlt sich jetzt ein bisschen dumm an ...

enter image description here

hm "blei" und "RF" passen nicht allzu gut zusammen: Wie Ihre wenigen Windungen und dennoch sehr effektiven Spulen zeigen, werden einfache Leitungen ziemlich schnell zu passiven Komponenten. Können Sie uns mehr über das Cracken der SMD-Kondensatoren erzählen? Sie sagen "durch Spannung von den Induktoren", aber meinen Sie mechanische Spannung (Gewicht + Magnetostriktion), thermische Spannung oder elektrische Spannung (aufgrund von Resonanz, die zu hohen Spannungen führt)?
Welche Kapazitäten benötigen Sie? (Größenordnung)
Ich würde wirklich gerne den Schaltplan mit den Komponentenwerten sehen.
@TylerStone hat ein Schema hinzugefügt, obwohl es ziemlich einfach ist. Das Problem (ich denke jetzt) ​​ist meine physikalische Konstruktion, nicht die Wahl der Kondensatoren ...
Könnten Sie diese Frage bitte umformulieren, damit es sich nicht um eine Einkaufsfrage handelt? Fragen, wo bestimmte Produkte (z. B. Bleikondensatoren) erhältlich sind, sind auf dieser Website nicht zulässig. Die Frage nach einer alternativen Bauweise ist völlig akzeptabel, und diese Frage wurde bereits unten von Phil beantwortet.
@ScottEarle Sicher. Ich wollte jedoch nicht wirklich nach einem bestimmten Ort fragen, sondern eher nach "Welche Art von Kanälen (Fachgeschäft / Tauschbörse / ...) sollte ich nach diesen Dingen suchen?". Es stellt sich auf jeden Fall heraus, dass ich sie nicht wirklich brauche, sondern meine mechanischen Methoden ändere. Soll ich die Frage wie "Wie kann ich das lösen?" Im Allgemeinen bearbeiten?
Tatsächlich lautete die Frage: "Welche Arten von Kappen sind leicht verfügbar und wie werden sie ausgewählt (für Frequenzen bis zu 450 MHz)?", Ist das ebenfalls verboten? Ich nehme an, es ist meistens der Titel, der dich stört?
Das war mein Eindruck, nachdem ich die Frage und einige Ihrer Kommentare gelesen hatte. Das klingt nach einer großartigen Bearbeitung. Vielen Dank!
Nein, das hört sich toll an. Und ja, das Problem war der Titel und die Eröffnungsvoraussetzung, dass Sie die gängigen Anbieter ausprobiert haben, aber bei keinem von ihnen Bleikondensatoren gefunden haben. Erwägen Sie auch, Phils Antwort als akzeptierte Antwort zu markieren, wenn Sie damit zufrieden sind
Beides erledigt. Hoffe das ist besser. Phils erste Antwort (Vorbearbeitung) war großartig, aber nicht wirklich das, was ich brauchte, da mein Fehler von einer anderen Art war. Mit dem hinzugefügten Teil wird jedoch die Frage beantwortet.
Einer antworten:
Phil Frost - W8II
2020-07-07 22:03:28 UTC
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Ich wette, Sie können diese Funktion mit einem SMT-MLCC zuverlässig ausführen. Sie benötigen nur etwas Größeres als einen 0603. Wenn Sie auf Bleikondensatoren umschalten, fällt es Ihnen viel schwerer, Hochfrequenzdaten zu finden, da die Leitungsinduktivität bei Hunderten von MHz signifikant wird.

I. Ich würde vorschlagen, eher mit Herstellerwerkzeugen als mit Verteilertools zu suchen. Sie werden feststellen, dass die Hersteller über bessere Tools verfügen, die mehr Daten bereitstellen, damit Sie die richtige Teileauswahl treffen können.

Zum Beispiel hat muRata SimSurfing. Wenn Sie sich das MLCC-Tool ansehen, wählen Sie ein Teil (oder einige Teile) aus und gehen Sie dann zu "Charakteristikdiagramm" -> "Individuelle Charakteristikdaten" -> "Temperaturanstieg", und Sie können erhalten ein kleines Diagramm wie dieses:

enter image description here

Sie können auch Diagramme des Verlustfaktors (DF) erhalten. komplexe Impedanz und alle möglichen anderen Dinge, mit denen Sie nicht nur sicherstellen können, dass der Kondensator nicht überhitzt und reißt, sondern auch einen Kondensator mit geringen Verlusten auswählen, damit Ihr Diplexer eine ausreichende Leistung aufweist.

Be Stellen Sie sicher, dass Sie eine kleine Analyse oder Simulation Ihrer Schaltung durchführen, um den Effektivstrom und die Spitzenspannung zu ermitteln. Dies kann viel mehr sein, als Sie von nur 50 Watt bei 50 Ohm erwarten würden. Und stellen Sie sicher, dass Sie eine gesunde Sicherheitsmarge einbauen. Denken Sie daran, dass größere Gehäuse mehr Wärme abführen können. Daher müssen Sie möglicherweise nur für das größere Gehäuse nach Geräten mit einer höheren Nennspannung suchen, auch wenn Sie nicht mit so viel Spannung umgehen müssen.

Ich habe gerade ausgewählt muRata als Beispiel, aber jeder große Hersteller hat so etwas. Normalerweise wird es bei der Suche nach "[Hersteller] mlcc-Auswahlwerkzeug" gefunden.

Obwohl ich vermute, dass Sie größere Kondensatoren benötigen, damit dies funktioniert, und Sie auch mit einem größeren Kondensator eine bessere Leistung erzielen können, schlage ich zusätzlich eine alternative Konstruktionstechnik vor. MLCCs sind sehr zerbrechlich (schließlich handelt es sich um ein Bündel dünner, spröder Keramikschichten), sodass Sie sie definitiv nicht mechanisch belasten möchten.

Eine Lösung besteht darin, kleine Pads auf der Hauptleitung herauszuätzen Platine für die Kappen.

Wenn Sie das nicht möchten, können Sie kleine Platinenstücke mit dem in der Mitte abgeschnittenen Kupfer schneiden, die Kappen daran anlöten und dann die Induktoren anlöten Die Tafel. Auf diese Weise nimmt die Leiterplatte die gesamte Belastung auf. Denken Sie auch daran, dass die Platine als Kühlkörper fungiert. Daher sollten Sie diese Mini-Boards absichtlich breiter als nötig halten.

Phil, danke, dass du dir die Zeit genommen hast zu antworten, aber ich befürchte, dass die Quelle meiner Frage eine viel einfachere Antwort erfordert (ich glaube, ich habe nur eine dumme Methode verwendet, um Dinge mechanisch zusammenzulöten). Ich denke, ich sollte isolierte Pads auf der Grundebene platzieren und diese verwenden, um Verbindungen herzustellen, anstatt alles frei in der Luft hängen zu lassen. (Siehe den hinzugefügten Text in meiner Fragenbearbeitung.) Dies führt zu längeren Leads, aber ich denke, das ist der richtige Weg. Ich meine so etwas wie: https://www.parasitstudio.se/building-blog/manhattan-style-pedalbuilding
Trotzdem möchte ich besser verstehen, was "HF" -Kondensatoren von "herkömmlichen" Kondensatoren unterscheidet. Welche Eigenschaften bestimmen, dass es für höhere Frequenzen verwendbar ist, und wenn ich sie brauche, wonach suche ich? Vielleicht sollte das aber eine andere Frage sein ...
"Stellen Sie sicher, dass Sie eine kleine Analyse oder Simulation Ihrer Schaltung durchführen, um den Effektivstrom und die Spitzenspannung zu ermitteln, die weit über dem liegen können, was Sie von nur 50 Watt bei 50 Ohm erwarten." Vertrauen Sie also nicht nur dem "Grund" Berechnungen aber etwas wie LTSpice verwenden? Ich fürchte, das wird mir zu kompliziert ...
@DieterVansteenwegenON4DD, das als "HF-Kondensator" vermarktet wird, weist einen niedrigen ESR und ESL auf. Niedriger ESL bedeutet keine Ableitungen. Das heißt nicht, dass Sie eine Schaltung mit 500 MHz mit bleihaltigen Kondensatoren bauen müssen, aber Sie müssen Anpassungen vornehmen, um diese parasitäre Induktivität zu kompensieren, und es fällt Ihnen möglicherweise schwer, technische Daten für alles mit Leitungen mit 500 MHz zu finden.
Nur um zu überprüfen, ob ich richtig verstehe (ich denke, in der obigen Antwort fehlt ein Teil eines Satzes): Die Leitungen addieren Induktivität zum Kondensator. Sie müssen dies kompensieren, erhalten jedoch wahrscheinlich nicht genügend Informationen, um die Berechnungen durchzuführen, um die richtigen Werte zu erhalten, sodass Sie sich auf das Experimentieren verlassen müssen. Ist das eine richtige Interpretation?
Und wenn ich selbst nach Kondensatoren suchen würde, welche Art von ESR / ESL-Werten würde ich normalerweise anstreben?
@DieterVansteenwegenON4DD Ja, hört sich so an, als hätten Sie trotz des fehlenden Satzes richtig verstanden. Sie möchten, dass ESL und ESR "so niedrig wie möglich" sind. Beides schränkt die Filterleistung ein. Sie können einige Berechnungen oder Simulationen durchführen, um zu quantifizieren, um wie viel die Leistung beeinträchtigt wird. Dies ist jedoch wahrscheinlich am besten als separate Frage möglich.
@DieterVansteenwegenON4DD Tatsächlich sieht es auf Ihrem Foto so aus, als würden Sie nur 25 bis 30 dB Sperrbanddämpfung erhalten, was ziemlich schlecht ist.
"Nur 25 bis 30 dB Sperrbanddämpfung, was ziemlich schlecht ist" Nun, danke für freundliche Worte der Anerkennung;). Muss daran arbeiten, aber es ist ein Anfang.
@DieterVansteenwegenON4DD Ich sage nur, mit besseren Kondensatoren können Sie das wahrscheinlich um etwa 10 dB verbessern. Besser bedeutet niedrigere ESL und ESR.
@DieterVansteenwegenON4DD Ich habe der Antwort einige Ideen zum Bau hinzugefügt.


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