Elektrolytkondensatoren: Vielseitige Anwendungsbereiche

Elektrolytkondensatoren verdanken ihren Namen dem Material, aus dem eine der Elektroden hergestellt ist. Neben der (z. B. aus Aluminium bestehenden) Metallelektrode befindet sich eine Elektrolytelektrode. Die Funktion des Isolators erfüllt hingegen eine hauchdünne Oxidschicht, die auf die Oberfläche der Umhüllung aufgetragen wird. Der Elektrolytkondensator zeichnet sich durch hohe Kapazität mit gleichzeitiger Beibehaltung geringer Maße aus, was gleichzeitig sein größter Vorteil ist. Aufgrund der Polarisation ist der korrekte Kondensatorbetrieb ausschließlich beim Anschluss in konkreter Ausrichtung möglich. Welche Ausrichtung ist das? Einer der Kontakt, die sog. Anode, ist für die Verbindung mit höherer Spannung ausgelegt.

• Die Spezifik der Elektrolytkondensatoren
• Elektrolytkondensatoren
• Rolle der Qualität bei der Kondensatorauswahl

Gemäß der oben enthaltenen Information werden Elektrolytkondensatoren insbesondere im Hinblick auf ihr Herstellungsmaterial unterteilt. Der Unterschied ist, dass bei jeder Art von Kondensator eine der zwei Umhüllungen aus einem für die jeweilige Gruppe charakteristischen Material hergestellt wurde. Im Aluminiumkondensator sind die Leiterumhüllungen als Aluminiumstreifen ausgeführt. Einer positiv, der andere negativ, sind diese durch ein mit Elektrolyt getränktes Material getrennt. Die Kapazität dieser Elemente beträgt zwischen 100 nF und 1 F.

Elektrolytkondensatoren von Panasonic

Elektrolytkondensatoren werden in vielen anspruchsvollen Industriebereichen weit verbreitet eingesetzt, u. a. in Militär- oder Medizingeräten, aber auch in hochqualitativen Audiogeräten.

Eine interessante Erweiterung von Elektrolytkondensatoren sind Hybridlösungen. Auf die Bedürfnisse der sich schnell entwickelnden Computertechnologie wurden Komponenten entworfen, die sich durch eine hohe Stabilität und Beständigkeit gegen die Überschreitung der Stromnennparameter auszeichnen. Diese kleinen Elemente können sowohl bei sehr niedrigen als auch hohen Temperaturen arbeiten. Die Beständigkeit gegen elektrische Überlastungen sorgt dafür, dass sie sich hervorragend in Anwendungen bewähren, die große Startleistungen erfordern.

An dieser Stelle sollten auch Polymerkondensatoren erwähnt werden, da die Anwendung einer Hybride aus flüssigem und festem Elektrolyt, und auch einer Aluminiumkathode, die Erzielung eines niedrigeren seriellen Ersatzwiderstandswerts ESR bei gleichzeitiger Beibehaltung einer hohen Kapazität ermöglicht. Die hohe Stabilität der Kapazität, sogar beim Betrieb bei niedrigen Temperaturen, sorgt dafür, dass diese Lösungen sich viel besser als gewöhnliche Kondensatoren bewähren. Polymerkomponenten sind die richtige Wahl im Fall von hohen Betriebsfrequenzen. Dank der Beständigkeit und hohen Toleranz gegen Störungen ist die Lebensdauer von Polymerkondensatoren relativ lang, und somit werden auch die Betriebsstabilität und Beständigkeit der Hauptplatine, auf der das Element installiert wird, wesentlich verbessert.

Panasonic ist ein weltweiter Potentat und einer der unangefochtenen Anführer auf dem Markt der Elektronik im weitesten Sinne. Das Unternehmen mit über hundertjähriger Tradition hat ein außerordentlich breites Portfolio, das mit seiner Reichweite Haushaltsgeräte, die Automobilbranche, Industrielösungen sowie Fotoapparate, Fernseher, Audiosysteme und Geräte sowie Klimaanlagen und Wärmepumpen und vieles mehr umfasst. Im Angebot von Panasonic Industry finden wir auch u. a. bewährte Elektrolytkondensatoren, die im Text genauer besprochen werden.

Im TME-Katalog finden sich Elektrolytkondensatoren, die sowohl für die SMD- als auch THT-Montage ausgelegt sind, und unter mehr als tausend Artikeln im Angebot kann die richtige Lösung für jede Anwendung gewählt werden. Bei der Produktauswahl ist auf besonders wichtige Parameter zu achten, wie:

• Kapazität [F] – die Kapazitäten der Elektrolytkondensatoren im TME-Katalog liegen im Bereich zwischen 22 µF und 22 mF;
• Betriebsspannung [V] – zwischen 4 und 450V DC;
• Betriebstemperatur [°C] - im Bereich zwischen -55°C und sogar 105°C, was die hohe Beständigkeit gegen besonders schwierige Betriebsbedingungen belegt;
• Lebensdauer [h] – Panasonic Kondensatoren zeichnen sich durch eine sehr lange Lebensdauer aus, die sogar 10.000 Stunden Dauerbetrieb erreicht;
• Low ESR (Equivalent Series Resistance) – diese werden als Kondensatoren mit niedriger Impedanz bezeichnet. Das sind Elemente mit niedrigem seriellem Ersatzwiderstand, wodurch sie sich wesentlich weniger erhitzen. Der Einsatz dieser Technologie erlaubt die Anwendung deutlich kleinerer Kondensatorkonstruktionen mit identischer Kapazität wie die klassischen, auf dem Markt erhältlichen Lösungen.
• Konformität mit der Norm AEC Q200 – Panasonic sind konform mit der strengen Norm, die die Erfüllung der Beständigkeits- und Zuverlässigkeitsstandards bestätigt, die für die Automobilindustrie in Bezug auf passive Elemente gefordert werden, d. h. Widerstände, Kondensatoren, Induktionsspulen etc.

Zur interessanten Produktgruppe gehören SMD-Elektrolytkondensatoren in der Low-ESR-Technologie. Ein Beispiel für einen solchen Kondensator ist etwa das Modell EEEFH1A561L. Das Modell aus der FH-Reihe ist eine Neuheit im TME-Katalog und gehört zur Familie der SMD-Elektrolytkondensatoren. Gemäß den Herstellerangaben zeichnet es sich durch eine Lebensdauer von sogar 10.000 Stunden aus.

Beachtenswert ist die Tatsache, dass es dank seiner Konstruktion das Löten in erhöhter Temperatur ermöglicht, und die Montage direkt auf der Leiterplatte erfolgt. Wichtig ist, dass SMD-Kondensatoren Wärme sehr effektiv zerstreuen, wodurch sie in einem breiten Temperaturbereich arbeiten können, von -55 bis sogar 105 °C. Die Kapazität dieses Modells beträgt 560 µF, bei einer Toleranz von ±20 Prozent, und die Betriebsspannung des Kondensators beträgt 10 V DC. Dank den kleinen Maßen können Panasonic Kondensatoren sogar in kleinsten elektronischen Schaltungen eingesetzt werden.

Die Vorschläge aus der vorgeschlagenen Produktfamilie haben eine sehr geringe Impedanz. In diesem konkreten Fall beträgt diese lediglich 0,2 Ω. Wie es sich für Produkte der höchsten Klasse gehört, erfüllen sie auch die oben genannten Standards der Norm AEC Q200.