Sie sind hier: HomeRubrikenElektromechanik / Passive Bauelemente

News, Produkte, Fachartikel zu Stromversorgungen, Batterien, Akkus, AC/DC-Wandler, DC/DC-Wandler, Energy Harvesting, Power Management, Wireless Power

Medizin+elektronik Basics: Polymer-Elektrolytkondensatoren

Die Allokations-Situation für MLCCs hält im kommenden Jahr voraussichtlich weiter an. Daher empfiehlt es sich, Alternativen in Betracht zu ziehen – Polymer-Elektrolytkondensatoren bieten hier eine gute Lösung.

© Pixabay Bildquelle: © Pixabay

Kondensatoren mit hoher Zuverlässigkeit, langer Lebensdauer, stabiler Leistung und niedrigem ESR zu geringen Kosten werden immer gefragter. Insbesondere der Verbrauch von Keramikvielschicht-Chipkondensatoren (Multi Layer Ceramic Capacitor, MLCC) steigt. So weicht die global verfügbare Produktionskapazität inzwischen stark vom eigentlichen Bedarf des Elektronikmarktes ab.

Um den Bedarf an Kondensatoren weiterhin zu decken, ist die Suche nach alternativen Bauteilen erforderlich. Für den Ersatz von MLCCs eignen sich vor allem. Polymer-Elektrolytkondensatoren wegen ihrer kleinen Maße und der kubischen Form. Und: Sie bieten sogar Vorteile gegenüber MLCCs.

Eigenschaften

Polymer-Kondensatoren zeichnen sich durch eine hohe Kapazität und sehr gute Bias-Eigenschaften aus. MLCCs erreichen nicht die gleiche Kapazitätsdichte wie Polymer-Kondensatoren und zeigen eine starke Kapazitätsabhängigkeit von DC-Bias. So variiert ihre Kapazität abhängig von der angelegten Gleichspannung. Das kann zu einem Kapazitätsabfall von über 70% im Vergleich zu den im Datenblatt angegebenen Spezifikationen führen. Bei Polymer-Kondensatoren hingegen ändert sich die Kapazität nicht wesentlich mit der Applikations-Spannung.

Die ESR-Werte der Polymer-Kondensatoren sind extrem niedrig. Zudem ermöglichen strukturelle Verbesserungen einen niedrigen ESL. Polymerkondensatoren sind sehr widerstandsfähig gegen ein Austrocknen des Elektrolyten während der Betriebsdauer oder das Ändern ihrer elektrischen Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen.

Bei Polymer-Kondensatoren wächst die Kapazität parallel zum Temperaturanstieg. Bei MLCCs unterscheiden sich die Temperaturcharakteristiken je nach Typ. Sie sind jedoch temperaturabhängig, benötigen eine niedrigere Betriebstemperatur und versagen mit fortschreitendem Alter.

http://wor.weka-fachmedien.de/media_uploads/images/1542964456-315-wormoul1w.jpg
(© Schukat)

 

Hinweise

Das Vergleichen der verschiedenen Merkmale von Kondensatoren ist nur teilweise hilfreich. Ob sich ein Kondensatortyp eignet, hängt auch vom Anwendungsbereich ab. Beim Entwurf von Schaltungen gilt es zusätzlich Faktoren wie Kosten und Größe bzw. Platzbedarf zu berücksichtigen.

Vor allem bei Neuentwicklungen und anstehenden Re-Designs gelten Polymer-Kondensatoren als gute Wahl. Ersetzt man mehrere zusammengeschaltete MLCCs durch einen oder zwei Polymer-Kondensatoren, ist es möglich, sowohl Platz als auch Kosten einzusparen.

Für den Ersatz von MLCCs durch Polymer-Kondensatoren gelten folgende Zielvorgaben: Spannungslinien von 16 bis 35V, eine Kapazität zwischen 47μF bis 560μF (eine hohe Kapazität zählt zu den Stärken des Polymer-Kondensators und sollte möglichst hoch gewählt werden), sowie vorzugsweise B&D-Gehäusegrößen.