Zwischenkreiskondensatoren im Vergleich
Alu-Elko oder Folienkondensator?
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Stressfaktoren und Ausfallbilder
Tabelle 1 zeigt die wichtigsten Stressfaktoren und Ausfallbilder beziehungsweise -ursachen im Vergleich. Sowohl Elkos als auch Folienkondensatoren werden als »selbstheilend« bezeichnet. Defekte in der Oxidschicht von Elkos werden dabei aus dem Sauerstoffvorrat des Elektrolyten durch anodische Oxidation repariert. Fehlstellen beim Folienkondensator dagegen brennen weg, wodurch sie zwar elektrisch isoliert werden, aber jeweils einen kleinen Kapazitätsverlust verursachen. Unter der Voraussetzung durchgängig zulässiger Betriebsbedingungen zeigen beide Technologien ein gutmütiges Ausfallverhalten, das überwiegend durch Änderungsausfälle charakterisiert ist.
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| Alu-Elko | Folienkondensator | |
|---|---|---|
| häufiges Ausfallbild | Änderungsausfall offen | Änderungsausfall offen |
| häufige Ausfallursache | Elektrolytverlust (Austrocknen), elektrochemische Reaktionen | Feuchtigkeitskorrosion, Verlust der verfügbaren Dielektrikumsfläche |
| wichtigste Stressfaktoren | TUmgebung, UBetrieb, Iripple | TUmgebung, UBetrieb, Feuchte |
| selbstheilend | ja | ja |
Tabelle 1: Alterung, Ausfälle und die wichtigsten Stressoren im Vergleich
Die Betriebsparameter Temperatur, Spannung und Strom bestimmen die Lebensdauer von Elkos. Bei Folienkondensatoren limitieren Temperatur, Spannung und Feuchte die Nutzungsdauer. Der Einfluss des Stromes auf die Lebensdauer geht bei Folienkondensatoren nicht in die Betrachtungen ein, da die aus ihm resultierende Eigenerwärmung im Betrieb durch die niedrigen ESR-Werte vernachlässigbar gering ist. Dabei liegen typische Änderungsgrenzen am Ende der Lebensdauer bei einer Verdopplung bis Verdreifachung der ESR-Werte für beide Technologien. Übliche Kapazitätsverluste am Ende der Lebensdauer betragen 3% bei Folienkondensatoren und 30% bei Alu-Elkos.
Ein wichtiges Kriterium bei der Entscheidung für eine Technologie sind die Kosten: Bei der Energiespeicherung liegt hier der Elko deutlich (etwa um einen Faktor drei) vor dem Folienkondensator, während in Bezug auf die Stromtragfähigkeit die Folienkondensatoren dem Elko (etwa um einen Faktor zwei) überlegen sind. Diese deutlichen Unterschiede lassen vermuten, dass auch in Zukunft beide Technologien am Markt zur Verfügung stehen.
- Alu-Elko oder Folienkondensator?
- Prinzipielle Unterschiede zwischen Alu-Elko und Folienkondensator
- Stressfaktoren und Ausfallbilder
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