Hart im Nehmen

Die Industrie-Elektronik stellt an Bauteile besondere Anforderungen in puncto Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Beherrschung ungewöhnlicher Einsatzbedingungen. Epcos bietet für diesen anspruchsvollen Markt alle Passiven Bauteile aus einer Hand.

Die Industrie-Elektronik hatte schon immer einen Touch von “Heavy Metal” ? also Leistungselektronik pur! Doch das reicht oftmals nicht mehr aus: Trotz ihrer Robustheit zum Schutz vor immer extremeren Umgebungseinflüssen müssen die Bauteile im Industrieeinsatz heute auch außerordentlich feinfühlig sein ? um beispielsweise kleinste Temperaturschwankungen erfassen zu können. Passive Bauelemente sind hier die erste Wahl: ausgereift, robust, extrem zuverlässig und dennoch hochsensibel.
Die Anwendungen Passiver Bauelemente in der Industrie-Elektronik reichen von kleinsten SMD-Kondensatoren in elektronischen Steuerungen bis hin zu Umrichterfiltern für Tausende von Ampere in elektrischen Großantrieben.
Aluminium- Elektrolyt-Kondensatoren
Alu-Elkos gehören zu den am universellsten einsetzbaren passiven Komponenten der Industrie-Elektronik, z. B. als Koppel- oder Entkoppelkondensatoren sowie zum Glätten und Filtern. Niederinduktive Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren sind Schlüsselbauelemente in Frequenzumrichtern. Sie verarbeiten hohe Ströme sicher und zuverlässig und sind damit prädestiniert für den Einsatz in drehzahlveränderlichen Antrieben, z. B. in der Automatisierungstechnik, in Werkzeugmaschinen, Pumpen, Aufzügen und Kränen.
Folienkondensatoren sind metallisierte Kunststoffkondensatoren mit einer fast unbegrenzten Selbstheilfähigkeit. Kurzschlüsse sind damit weitgehend ausgeschlossen. Sie bestechen durch ihre hohe Impuls- und Wechselspannungsbelastbarkeit. Damit ist der Folienkondensator ein Allround-Bauelement in elektronischen Vorschaltgeräten für Energiesparlampen und Schaltnetzteilen oder Spannungswandlern sowie für das Ausfiltern elektrischer Störungen.
Die Power Capacitor Chips (PCC) von Epcos im Metall- oder Kunststoffgehäuse sind besonders kompakt und leicht. Sie eignen sich optimal für Beschaltungszwecke, vor allem, wenn kaum Platz gegeben ist. PCC zeichnen sich vor allem durch die besonders hohe Impuls- und Stromfestigkeit aus. Hauptanwendungsgebiete sind Traktions- und Industrie-Umrichter in IGBT-Technik sowie der Einsatz in Impulsanwendungen.
PhaseCap eliminieren die Blindleistung
Induktive Verbraucher ziehen aus dem Stromnetz nicht nur den notwendigen Wirkstrom, sondern auch einen gewissen Blindstromanteil. Mit speziellen PhaseCap von Epcos wird diese unnötige Blindleistung kompensiert. Phasenschieber-Kondensatoren reduzieren Stromverbrauch, Stromkosten sowie Spannungsabfall und verbessern die Energiequalität. Auch Faktoren wie Umweltverträglichkeit und Sicherheit spielten bei der Entwicklung eine Rolle: Durch den Verzicht auf PCB und andere Gefahrstoffe gestaltet sich die Entsorgung unproblematisch und dank einer Überdruck-Abreißsicherung schaltet sich der Kondensator bei elektrischer oder thermischer Überbelastung selbst ab. Der Leistungsfaktor von Generatoren in Windkraftanlagen ist kleiner 1. Aufgrund des ohmsch-induktiven Charakters fließt deshalb ein unerwünschter induktiver Blindstrom. Zur Kompensation dieser Blindströme in Windkraftanlagen hat Epcos die Phasenschieber-Kondensatoren der WindCap-Reihe entwickelt, die an die rauen Einsatzbedingung bei Windkraftanlagen angepasst sind, z. B. schnell wechselnde Lasten, große Spannungsschwankungen oder -unterbrechungen. Gegenüber den gängigen Phasenschieber-Kondensatoren wurde die Zuverlässigkeit erhöht und die Lebenszyklus-Kosten deutlich reduziert. Die Konstruktion verzichtet auf eine Ölimprägnierung, statt dessen ist der Kondensator mit Gas gefüllt, was die Brandgefahr minimiert. Da auf Gefahrstoffe verzichtet wird, gestaltet sich auch die Entsorgung unproblematisch und dank seiner Selbstheiltechnik repariert sich der Kondensator im Fehlerfall selbst. Eine Überdruck-Abreißsicherung verhindert das Bersten des Kondensators bei unzulässiger elektrischer oder thermischer Belastung.
UltraCap
Ein Highlight im Produktspektrum von Epcos ist der UltraCap. Mit Kapazitäten von bis zu 5.000 Farad pro Zelle schließen diese, auf dem Doppelschichtprinzip basierenden Kondensatoren die Lücke zwischen Akkus und Elektrolyt-Kondensatoren. So starten beispielsweise parallel zu einem herkömmlichen Bleiakku geschaltete UltraCap-Kondensatoren Dieselmotoren von Lokomotiven oder Notstromaggregaten auch bei extremen Minustemperaturen jederzeit schnell und sicher, indem sie den Großteil des extrem hohen, beim Start benötigten Stoßstroms liefern.
Eine weitere Anwendung von UltraCap sind unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV), in denen als Speichermedium statt Blei-Akkumulatoren UltraCap zum Einsatz kommen. Im Gegensatz zu Akku-Systemen zeigen Doppelschichtkondensatoren keine Verschleißerscheinungen. Mehr als 500.000 Lade-/Entladezyklen verkraften sie bei einer Mindestlebensdauer von zehn Jahren, ohne dass sich die Kapazität als Funktion der Zeit ändert.
Tantal- und Niob-Kondensatoren
Tantal- und Niob-Kondensatoren bieten hohe Kapazitätswerte auf kleinstem Raum und eignen sich damit in der Industrieelektronik z. B. für den Einsatz in Schaltnetzteilen und Spannungswandlern. Epcos bietet einen SMD-Tantal-Kondensator mit einer Dreifach-Polymer-Multianode an. Dieser Kondensator mit sehr geringen ESR-Werten (Equivalent Series Resistance) kann in Schaltnetzteilen zum Glätten von Rippenströmen bis 4,5 A eingesetzt werden. Der Paralleleinbau von drei Polymer beschichteten Tantal Low Profile Anoden in ein E-Gehäuse reduziert den Serienwiderstand im Vergleich zur Standardtechnologie auf 1/9. Damit sind ESR-Werte im Bereich von 10 mW möglich.
Niob ermöglicht den Aufbau wesentlich kleinerer Kondensatoren oder die fast dreifache Speicherfähigkeit in den Gehäusen der Tantal-Technologie. Die gute Verfügbarkeit des Rohmaterials Niob bringt ein überragendes Preis-Leistungs-Verhältnis mit deutlichen Kosteneinsparungen gegenüber der Tantal-Technologie.
Ferrite sind seit Jahrzehnten schon unverzichtbare Schlüsselkomponenten in vielen Hochleistungstechnologien.
So finden sie z. B. in der Industrie-Elektronik in Leistungsübertragern von Schaltnetzteilen immer neue Anwendungen. Für Leistungsübertrager in Schaltnetzteilen sind Kernform und Werkstoff optimal an die Anforderungen der jeweiligen Anwendung angepasst, es gibt spezielle Ferrit-Einzelschalen für induktive Näherungsschalter in der Automatisierungstechnik, großvolumige Ferritkerne für Leistungsübertrager im Kilowattbereich und E-Kerne für Leuchten-Vorschaltgeräte.
Thermistoren sind keramische Bauelemente, deren elektrischer Widerstand von der Temperatur abhängt: Heißleiter (NTC-Thermistoren) haben einen negativen, Kaltleiter einen positiven Temperaturkoeffizienten. Entsprechend ihrer thermischen Eigenschaften lassen sich diese robusten Komponenten als Temperaturfühler sowie als Schutz- und Schaltelemente einsetzen. NTC-Thermistoren sind zum Beispiel die idealen Temperaturfühler: Mit ihren kurzen Ansprechzeiten und hohen Messgenauigkeiten erfüllen diese robusten Keramik-Bauelemente höchste Anforderungen in Sachen Zuverlässigkeit, Langzeitstabilität und Ansprechzeit. Kaltleiter werden u. a. in elektronischen Lampenvorschaltgeräten und Schaltnetzteilen zur Schaltverzögerung eingesetzt.
EMV-Komponenten
Epcos´ Spektrum an EMV-Bauelementen reicht von einzelnen Kondensatoren über Drosseln bis hin zu kompletten EMV-Filtern, die präzise auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten sind. Neben Universalfiltern werden auch maßgeschneiderte EMV-Filter für mehrere Tausend Ampere nach Kundenspezifikation angeboten. Zusätzlich finden sich Schutzbauelemente wie Varistoren und gasgefüllte Überspannungsableiter im Programm. Gasgefüllte Überspannungsableiter haben im Gegensatz zu Halbleiterlösungen eine hohe Reserve in der Strombelastbarkeit und sind somit wesentlich universeller einsetzbar. Zudem sind Eigenkapazität und Leckströme äußerst gering.
Epcos bietet auch ein großes Spektrum an Metalloxid-Varistoren: von SMD-Bauformen über Arrays bis hin zu monolithischen Bauformen mit einer Energieabsorption von 48 kJ.
Auch Oberflächenwellenfilter finden in der Industrie-Elektronik ein breites Einsatzfeld. Sie haben sich nicht nur in Keyless-Entry-Systemen millionenfach bewährt, sondern können weit mehr. Denn überall, wo berührungslos Daten mit hoher Sicherheit selbst unter extremen Bedingungen übertragen werden müssen, spielen sie ihre Stärken aus. Ein Anwendungsbeispiel von OFW-Komponenten in der Industrie sind Identifikationsmarken. Diese Transponder auf der Basis von Oberflächenwellen-Bauelementen bieten hervorragende Eigenschaften, die mit konventionellen Technologien bisher nicht erreicht werden konnten. Neu ist, dass OFW-Identifikationsmarken über Distanzen von bis zu 10 m hinweg über Funk ausgelesen werden können. Der Vorteil: OFW-basierte Transponder benötigen keinerlei Energieversorgung. Sie halten extremen Temperaturen ebenso stand wie starken elektromagnetischen Feldern und hohen Drücken. Auch starke Vibrationen und Erschütterungen beeinträchtigen ihre Funktion nicht und sie arbeiten über Jahrzehnte hinweg äußerst zuverlässig und völlig wartungsfrei.

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