100 µF repousse vraiment les limites pour les bouchons en céramique. Si vos tensions sont faibles, de l'ordre de quelques volts à 10 ou peut-être à 20 volts, la mise en parallèle de plusieurs céramiques peut être raisonnable.
Les capuchons en céramique à haute capacité ont leurs propres avantages et inconvénients. Les avantages sont une résistance en série équivalente beaucoup plus faible et donc une capacité de courant d’ondulation beaucoup plus élevée, une utilité pour les fréquences plus élevées, une sensibilité à la chaleur moindre, une durée de vie bien meilleure et, dans la plupart des cas, une meilleure robustesse mécanique. Ils ont aussi leurs propres problèmes. La capacité peut se dégrader de manière significative avec la tension, et les céramiques plus denses (plus de stockage d’énergie par volume) présentent des effets piézo-électriques souvent appelés "microphoniques". Dans de mauvaises circonstances, cela peut entraîner une oscillation, mais c'est rare.
Pour les applications d'alimentation à découpage, la céramique représente généralement un meilleur compromis que les électrolytes, sauf si vous avez besoin d'une trop grande capacité. C'est parce qu'ils peuvent prendre beaucoup plus de courant d'ondulation et chauffer mieux. La durée de vie des électrolytes est sévèrement dégradée par la chaleur, ce qui pose souvent problème avec les alimentations électriques.
Il n'est pas nécessaire de dériver la céramique autant que les électrolytes, car la durée de vie de la céramique est beaucoup plus longue, pour commencer, et beaucoup moins fonction de la tension appliquée. La chose à surveiller avec la céramique est que les matériaux denses sont fabriqués à partir d’un matériau non linéaire, ce qui se traduit par une capacité réduite aux extrémités supérieures de la plage de tension.
Ajouté à propos de la microphonie:
Certains diélectriques changent physiquement de taille en fonction du champ électrique appliqué. Pour beaucoup, l'effet est si faible que vous ne le remarquez pas et qu'il peut être ignoré. Cependant, certaines céramiques présentent un effet suffisamment puissant pour que vous puissiez éventuellement entendre les vibrations résultantes. Habituellement, vous ne pouvez pas entendre un condensateur tout seul, mais comme ils sont soudés de manière assez rigide sur une carte, les petites vibrations du condensateur peuvent également faire vibrer la carte beaucoup plus grande, en particulier à une fréquence de résonance de la carte. Le résultat peut être assez audible.
Bien sûr, l’inverse fonctionne aussi puisque les propriétés physiques fonctionnent généralement dans les deux sens, et celui-ci ne fait pas exception. Étant donné que la tension appliquée peut modifier les dimensions du condensateur, modifier ses dimensions en appliquant une contrainte peut modifier sa tension à vide. En effet, le condensateur agit comme un microphone. Il peut capter les vibrations mécaniques auxquelles la carte est soumise et celles-ci peuvent se retrouver dans les signaux électriques de la carte. Pour cette raison, ces types de condensateurs sont évités dans les circuits audio haute sensibilité.
Pour plus d'informations sur la physique sous-jacente, recherchez les propriétés du titanate de baryum à titre d'exemple. C'est un diélectrique courant pour certaines capsules en céramique, car il possède des propriétés électriques souhaitables, notamment une densité d'énergie relativement bonne par rapport à la gamme des céramiques. Pour ce faire, l'atome de titane bascule entre deux états d'énergie. Cependant, la taille effective de l'atome diffère entre les deux états d'énergie, par conséquent la taille du réseau change et nous obtenons une déformation physique en fonction de la tension appliquée.
Anecdote:J'ai récemment rencontré ce problème de front. J'ai conçu un gizmo qui se connecte à la puissance DCC (Digital Command and Control) utilisée par les trains miniatures. Le DCC est un moyen de transmettre de la puissance, mais également des informations à un "matériel roulant" spécifique sur les voies. Il s’agit d’un signal de puissance différentiel allant jusqu’à 22 V. L’information est transmise en inversant la polarité avec une synchronisation spécifique. Le taux de retournement est d'environ 5-10 kHz. Pour obtenir le pouvoir, les appareils full wave rectifient cela. Mon appareil n'essayait pas de décoder les informations DCC, mais un peu de puissance. J'ai utilisé une seule diode pour rectifier la demi-onde du DCC sur un capuchon en céramique de 10 µF. Le statisme sur ce bouchon pendant le demi-cycle n’était que de 3 V environ, mais ce 3 Vpp était suffisant pour le faire chanter. Le circuit fonctionnait parfaitement, mais toute la planche émettait un gémissement assez énervant. C'était inacceptable dans un produit, ainsi, pour la version de production, cela a été changé pour une capsule électrolytique de 20 µF. J'avais initialement opté pour la céramique car elle était moins chère, plus petite et devait durer plus longtemps. Heureusement, il est peu probable que cet appareil soit utilisé à des températures élevées. La durée de vie du capuchon électrolytique devrait donc être bien meilleure que celle indiquée dans le pire des cas.
Je vois dans les commentaires que l'on discute des raisons pour lesquelles il est parfois difficile de changer d'alimentation. Une partie de cela pourrait être due aux capuchons en céramique, mais les composants magnétiques tels que les inducteurs peuvent également vibrer pour deux raisons. Premièrement, chaque bit de fil dans l'inducteur est soumis à une force proportionnelle au carré du courant qui le traverse. Cette force est latérale au fil, faisant vibrer la bobine si elle n’est pas bien tenue en place. Deuxièmement, il existe une propriété magnétique similaire à l'effet piézoélectrique électrostatique, appelée magnétostriction. Le matériau du noyau de l'inducteur peut légèrement changer de taille en fonction du champ magnétique appliqué. Les ferrites ne présentent pas cet effet très fortement, mais il y en a toujours un peu, et il peut y avoir d'autres matériaux dans le champ magnétique. J'ai déjà travaillé sur un produit utilisant l'effet magnétostrictif comme capteur magnétique. Et oui,