Vom Elektrolyt- zum Folienkondensator

»Nur sehr limitiert einsetzbar«

15. Juli 2019, 9:03 Uhr | Engelbert Hopf

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Benötigen Folienkondensatoren mehr Bauraum als Elkos?

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Steve Roberts, Recom Power: »Eine Schaltung, die beides, sowohl die Schalt- als auch die Taktfrequenz, ändert, braucht ein viel größeres, breitbandigeres EMV-Filter, als das bei Stromversorgungen bisher vorgesehen war.«
© Markt & Technik

Roberts verweist auf die Aussage von Dr. Heidinger, dass Folienkondensatoren 50 bis 100 Prozent mehr Bauraum als Elkos benötigen würden. (Anmerkung der Redaktion: Steve Roberts zitiert hier Dr. Heidinger falsch. Das Originalzitat von Dr. Heidinger lautet: »Ein Netzteil mit Folienkondensatoren würde überschlagmäßig 50 bis 100 Prozent mehr Bauraum benötigen«). »Dem stimme ich nicht zu!« Ein 10-µF/450-V-Folienkondensator benötige 33,2 cm3 Bauraum, so Roberts, ein 10-µF/450-V-Elko braucht dagegen nur 2,45 cm3, »das ist ein um den Faktor 13,5 geringeres Volumen«. Er weist auch darauf hin, dass Folienkondensatoren deutlich teurer seien, »typischerweise um den Faktor 15 im Vergleich zu äquivalenten Elkos«.

Eine Einsatzmöglichkeit für Stromversorgungen, die nach dem von Dr. Heidinger beschriebenen Konzept arbeiten, sieht Roberts eventuell bei hochzuverlässigen LED-Beleuchtungsnetzteilen, die für anspruchsvollere Umgebungsbedingungen geeignet sein müssen, weil sie beispielsweise in größere Flutlichtanlagen eingebaut werden, »wo solche langlebigen Netzteile Vorteile haben«. In puncto Ausgangsleistung wären das dann Netzteile mit 600 W bis 2 kW. »Da ein Ausbau eines defekten Netzteils in einer solchen Applikation sehr aufwändig und teuer ist, wären die Beschaffungskosten in so einem Fall nicht so entscheidend.«

Bernhard Erdl, CEO und Chefentwickler von Puls, hält ebenfalls wenig vom Ersatz der Elkos durch Folienkondensatoren. »Dort, wo eine Speicherenergie gebraucht wird, weil beispielsweise Netzausfälle von 20 ms überbrückt werden sollen, führt kein Weg an den Elkos vorbei. Das gilt ohne Unterschied für ein- und dreiphasige Netzteile. Die Energie muss irgendwoher kommen. Das kann der Folienkondensator nicht leisten.« Erdl verweist auf die entsprechende Formel zur Ermittlung der Speicherenergie eines Kondensators: E = ½ · C · U2. »Wenn die Spannung U von der Anwendung vorgegeben ist, bleibt nur die Kapazität C übrig.« Erdl hebt auch hervor, dass die Forderung an die Unterdrückung von Netzausfällen in den EMV-Normen, die für die CE-Erklärung notwendig sind, definiert ist. Ganz ähnlich die Einschätzung von Reinhard Kalfhaus, Geschäftsführer der Syko: »Wenn nicht anderweitig dem Zwischenkreis Energie zugeführt wird, hilft ein Folienkondensator nicht.« Kalfhaus sieht denn auch wenig Einsatzmöglichkeiten für das neue Konzept: »Ein- und Dreiphasensysteme benötigen Energiespeicherung im ms-Bereich, DC-Hochfrequenzkreise im µs-Bereich.«

Georg Beretitsch, Geschäftsführer von Phoenix Contact Power Supplies, sieht grundsätzlich auch keine Alternative zum Einsatz von Elektrolytkondensatoren, »allerdings gibt es Ausnahmefälle, bei denen es keine Hold-up-Anforderungen gibt oder Batterien geladen werden, die hohe Ripple-Ströme aufnehmen können«. Aus seiner Sicht mag es bei bestimmten Applikationsfeldern sicherlich Sinn machen, über derartige Alternativen nachzudenken, wie sie Dr. Heidinger vorstellt, »für uns ergibt sich aber aus diesen Überlegungen, dass für den Markt der industriellen Stromversorgungen für die Hutschiene auf den Elko-Einsatz meist nicht verzichtet werden kann«.

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Kai Heinemann, Block Transformatoren-Elektronik: »Ein Design ohne die lebensdauerbegrenzenden Bauteile wie Elkos und Optokoppler bei gleichzeitig gutem Regelverhalten ist ebenso interessant wie die Realisierung hoher Wirkungsgrade im Teillastbereich und bei kleinen Leistungen.«
© Block Transformatoren-Elektronik

  1. »Nur sehr limitiert einsetzbar«
  2. Benötigen Folienkondensatoren mehr Bauraum als Elkos?
  3. "...für die Hutschiene noch zu teuer."

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