Mehrlagige Keramik-Kondensatoren für hohe Spannungen ersetzen in vielen Anwendungen die bisher üblichen Aluminium-Elkos und Schichtkondensatoren und glänzen dort mit guten Leistungswerten wie geringer Impedanz und hoher Temperaturfestigkeit.
Mehrlagige Keramik-Kondensatoren für hohe Spannungen ersetzen in vielen Anwendungen die bisher üblichen Aluminium-Elkos und Schichtkondensatoren und glänzen dort mit guten Leistungswerten wie geringer Impedanz und hoher Temperaturfestigkeit.
Kondensatoren für mittlere bis hohe Spannungen werden in großem Umfang in so genannten Snubber- oder Filterschaltungen – z.B. in Schaltnetzteilen für audiovisuelle Systeme – oder Büro-Equipment (z.B. Computer, Modems, Faxgeräte) sowie in Lampen-Vorschaltgeräten eingesetzt.
Was genau als mittlere oder hohe Spannung bezeichnet wird, ist von Hersteller zu Hersteller verschieden. Die Autoren rechnen jedoch Kondensatoren für 250 V oder mehr zu den Mittelspannungs-Kondensatoren, während sie solche für 2 kV oder mehr in die Kategorie der Hochspannungs-Kondensatoren einteilen. Andernorts dagegen werden bereits Kondensatoren ab 100 V zu den Mittelspannungs-Typen gerechnet.
Von einigen Design-Änderungen abgesehen, bieten Hochspannungs-Kondensatoren dieselben Vorteile wie andere MLCCs (Multi-Layer Ceramic Capacitors). Zu diesen Vorteilen gehören die hohe Kapazität pro Volumeneinheit, die extrem niedrigen Impedanz- und ESR-Werte (effektiver Serienwiderstand), die hohe Temperaturfestigkeit und die gute Zuverlässigkeit. Positiv zu vermerken sind darüber hinaus die Wahlmöglichkeit unter verschiedenen Temperatur-Charakteristika (X7R, C0G und U2J), die fehlende Polarisierung, die Wahlmöglichkeit zwischen Chip-Ausführungen und bedrahteten Bauformen (wobei Chips die größte Verbreitung haben) und das günstige Preis-Leistungs-Verhältnis.
Obgleich Keramik-Kondensatoren ein breites Spektrum abdecken, beschränken sich die folgenden Ausführungen auf Kondensatoren für mittlere bis hohe Spannungen. Auch die Verwendung als Ersatz für Tantal-Elkos bleibt unberücksichtigt (MLCCs ersetzen Tantal-Elkos in der Regel bei Kapazitäten bis 220 µF und Spannungen unter 25 V).
Optionen im Bereich der Hochspannungs-Kondensatoren
Parameter | Keramik-kondensatoren | Schicht-kondensatoren | Al-Elko |
Verfügbarer Kapazitätsbereich bei 250V | 10pF bis 1µF | 10pF bis 47µF | 10µF bis 1000µF |
Verfügbar für Spannungen bis | 50kV | 30kV | 630V |
Polarisiert | nein | nein | ja |
Effektive Serieninduktivität (ESL) | gering | hoch | sehr hoch |
Effektiver Serienwiderstand (ESR) | sehr gering | mittel | hoch |
Abmessungen (Volumen) | gering | groß | mittel |
Abhängigkeit der Kapazität von der DC-Vorspannung | wechselnd | stabil | stabil |
Frequenzabhängigkeit der Kapazität | stabil | stabil | instabil |
Preis (hohe Spannung, hohe Kapazität) | hoch | mittel | gering |
Temperaturstabilität | sehr gut | befriedigend | befriedigend |
Tabelle 1. Vergleich zwischen Keramik- und anderen Kondensatortypen |