Polymer-Hybrid-Kondensatoren
PASSIVE BAUELEMENTE BEI BLUME ELEKTRONIK
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Unempfindlich gegenüber Spannungsspitzen
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Niedrige ESR-Werte
- Hohe Ripplestrombelastbarkeit
Christoph Haßenpflug
Geschäftsführung und Teamleitung Produktmarketing
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Polymer-Hybrid-Elektrolytkondensatoren
Eine spezielle Gruppe der Elektrolytkondensatoren sind die Polymer-Hybrid-Elektrolytkondensatoren.
Sie besitzen sowohl einen festen Polymer-Elektrolyten aus auch einen flüssigen Elektrolyten. Diese Ausführungsform zeichnet sich neben den niedrigen ESR-Werten auch durch niedrige Restströme und durch Unempfindlichkeit gegenüber Überspannungsspitzen aus, hat aber eine kürzere Lebensdauer gegenüber reinen Polymerkondensatoren.
Polymer-Hybrid-Elektrolytkondensatoren sind in der zylindrischen Bauform mit gewickelten Aluminium-Anoden, und Kathodenfolien, bedrahtet in der radialen Bauform oder mit der zusätzlichen Bodenplatte in der SMD-Version erhältlich. Der polymerisierte Elektrolyt bedeckt als dünne Schicht sowohl die aufgeraute Struktur des Dielektrikums als auch die Oberfläche der Kathodenfolie. Je nach Beschaffenheit des Separators und der Polymerisierungsbedingungen können diese beiden Schichten auch mit polymerisierten Pfaden elektrisch miteinander verbunden sein. Der Hauptunterschied ist jedoch, dass der Separator, wie bei einem normalen Aluminium-Elektrolytkondensator, überwiegend mit einem flüssigen Elektrolyten getränkt ist. Dieser flüssige Elektrolyt liefert im Betrieb den Sauerstoff, der notwendig ist, um beim Auftreten eventueller Fehlstellen im Dielektrikum eine Ausheilung zu ermöglichen.
Der Selbstheilungseffekt
Solche Fehlstellen im Dielektrikum verursachen erhöhte Reststromwerte, die bei reinen Polymer-Elektrolytkondensatoren nur isoliert, aber nicht ausgeheilt werden. Denn der Strom, der über solch eine Fehlstelle fließt, führt zu einer punktuellen Erwärmung, die normalerweise den darüber liegenden Polymerfilm zerstört und die Fehlstelle isoliert. Bei Polymer-Hybrid-Elektrolytkondensatoren hingegen kann über diese Öffnung im Polymerfilm der flüssige Elektrolyt an die Fehlstelle gelangen und über den enthaltenen Sauerstoff eine Ausheilung des Dielektrikums bewirken, wodurch der erhöhte Reststrom verschwindet. Dadurch haben Polymer-Hybrid-Aluminium-Elkos einen deutlich geringeren Reststrom als Polymer-Aluminium-Elkos.
Nachteilig bei Polymer-Hybrid-Elektrolytkondensatoren ist lediglich, dass die Lebensdauer der Kondensatoren durch die Austrocknung beziehungsweise Zersetzung des flüssigen Elektrolyten bestimmt wird. Durch die Wahl eines geeigneten Elektrolyten und eine gute Abdichtung kann jedoch für die meisten Einsatzfälle eine hinreichend lange Lebensdauer erzielt werden.
Durch ihre hohe Kapazität, den niedrigen ESR und die verfügbaren flachen SMD-Bauformen eignen sich besonders für Geräte in flacher Bauweise wie Laptops, Mobiltelefone, Digitalkameras oder Flachbildschirme. Hier werden sie zum Entkoppeln von unerwünschten Frequenzen vom zweistelligen Hertz-Bereich bis hin zu einigen Megahertz, zur Glättung gleichgerichteter Spannungen in Schaltnetzteilen sowie zur Pufferung der Stromversorgung digitaler Schaltungen bei plötzlichem Strombedarf eingesetzt.
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