Folienkondensatoren / Wickelkondensatoren
Wegen des Materials werden diese Kondensatoren Folienkondensatoren oder wegen der Bauform Wickelkondensatoren genannt. Bei der Erforschung einer idealen Kondensatorfolie suchte man nach extrem dünnen reißfesten, temperaturstabilen und leicht zu verarbeitenden Folien. Bei einigen dieser Typen besteht sogar die Möglichkeit zur Selbstheilung nach einem Durchschlag.
Um eine hohe Kapazität zu erreichen, wird zwischen zwei Metallfolien (meist Aluminium) ein Dielektrikum gewickelt (FK/FP-Typen) oder aufgedampft (MK/MP-Typen). Man unterscheidet zwischen Papier- und Kunststoff-Dielektrikum. Papier hat viele ungünstige Eigenschaften, wie hohe Feuchtigkeitsaufnahme und mechanische Schrumpfung. Kunststoffe können bei gleicher Kapazität und gleicher Spannungsfestigkeit kleiner gebaut werden.
Der Wickel wird mit Anschlüssen versehen und in einen Becher aus Kunststoff, Keramik, Hartpapier oder Metall eingesetzt und vergossen. Damit keine Feuchtigkeit in den Becher gelangt, wird er luftdicht verschlossen.
Folienkondensatoren sind ungepolt. Allerdings haben
sie aufgrund ihrer Wickel-Bauform einen Außen- und einen Innenbelag. Der Außenbelag ist auf dem Gehäuse durch einen Strich oder Balken gekennzeichnet. Er darf nicht mit der Markierung von gepolten Elektrolytkondensatoren verwechselt werden. Statt des Balkens wird auch ein längerer Anschluss oder Abstand gekennzeichnet.
Folienkondensatoren eignen sich zur Funkentstörung oder an Netzspannungen, wo besondere Bedingungen für Kondensatoren gelten (VDE 0565).
Metall-Papier-Kondensator (MP-Kondensator)
Bei MP-Kondensatoren werden die Metallbeläge auf das Papier (Dielektrikum) aufgedampft. Die Dicke der Metallschicht beträgt etwa 0,05 µm. Die Dicke der Metallbeläge hat keinen Einfluss auf die Kapazität. Die erforderliche Dicke des Papiers hängt von der Nennspannung ab.
Kommt es bei einem MP-Kondensator zu einem Durchschlag durch eine zu hohe Spannung, so entsteht am Durchschlagspunkt eine große Stromdichte. Die dünne Metallschicht verdampft an dieser Stelle. Das Dielektrikum wird dabei nicht beschädigt.
Der Ausheilvorgang dauert etwa 10 µs bis 50 µs und macht sich in elektronischen Schaltung als Störimpuls bemerkbar.
Nach 1000 Ausheilvorgängen sinkt die Kapazität eines MP-Kondensators um etwa 1%.
Metall-Kunststoff-Kondensator (MK-Kondensator)
Bei Metall-Kunststoff-Kondensatoren werden die Metallbeläge auf die Kunststofffolie aufgedampft. Die Dicke der Metallschicht beträgt etwa 0,02 µm bis 0,05 µm. Die Folie wird zu Rund- oder zu Flachwickeln gerollt. Manchmal werden die Folienstücke auch aufeinander geschichtet.
Eine Selbstheilung wie bei Metall-Papier-Kondensatoren ist ebenfalls möglich.
Kennzeichnung für MK-Kondensatoren nach DIN 41379
Mit geringen Unterschieden halten sich nahezu alle Hersteller an dieses Bezeichnungssystem, das in weiten Teilen der DIN 41379 entspricht.
Ursprüngliche Fassung aus Jogis Röhrenforum, Autor: Kurt Schenk
Typ | Dielektrikum | Belag | Vorteile | Nachteile | Anwendungen |
---|---|---|---|---|---|
MKT MKH |
Polyester | Aluminium (aufgedampft) | hoher Verlustfaktor, großer ESR, wenig feuchtigkeitsabhängig, lösungsmittelstabil, hoher Isolationswiderstand, hohe Durchschlagsfestigkeit, kleine Abmessungen | stark temperatur- und frequenzabhängig | Hostaphan, Mylar, Termphane (Markennamen), allgemeine Anwendungen, Betrieb bis 100°C |
MKC MKM |
Polycarbonat | Aluminium (aufgedampft) | relativ großer Verlustfaktor, mittlerer ESR, geringer Temperatureinfluss, kleine Abmessungen, langzeitstabil | nicht für hohe Frequenzen geeignet | Makrofal (Markenname), für NF geeignet, Einsatz in Kfz-Elektronik, Betrieb bis 100 °C |
MKU MKL |
Zelluloseazetat | beidseitig lackbeschichtete Metallfolie, Lack metallisiert | mittlerer Verlustfaktor, selbstheilend, besonders hohe Überlastbarkeit, kleine Abmessungen | nicht für Stoßentlade-Schaltungen geeignet | - |
MKS MKY |
Polystyrol | Aluminium (aufgedampft) oder Zinnfolie | geringer Platzverbrauch und Toleranz, sehr kleiner tan δ, hohe Güte, selbstheilend | temperaturempfindlich ab 70 °C | Styroflex oder Trolitul (Markennamen), HF-Schwingkreise |
MKP | Polypropylen | Aluminium (aufgedampft) oder Zinnfolie | kleiner tan δ, kleiner ESR, selbstheilend, feuchtebeständig, langzeitstabil, hohe Impuls-, Spannungs- und Stromfestigkeit, verkraftet hohe Spannungsspitzen | temperaturempfindlich ab 85 °C | Einsatz als Boosterkondensator |
Anwendung des Wickelkondensators
Der Wickel- oder auch Rollkondensator hat die größte parasitäre Induktivität L. Das hat zur Folge, dass L und C eine relativ niedrige Reihen-Resonanzfrequenz erzeugen. Und das bedeutet, unterhalb dieser Resonanzfrequenz wirkt das Bauteil vorwiegend als Kapazität und oberhalb als parasitäre Induktivität. Die Induktivität kommt durch die Wicklung zustande.
Zusätzlich ist der parasitäre Reihenwiderstand zu berücksichtigen, der z. B. durch die Anschlussdrähte und zu einem Teil aus den Wickelfolien besteht.
Bei Wickelkondensatoren gilt es zu beachten, dass bei hohen Freuenzen nicht mehr garantiert werden kann, dass die Impedanz niedrig genug ist. Ab einem bestimmten Frequenzbereich "funktioniert" der Wickelkondensator nicht mehr.
Je nach Typ eignet sich ein Wickelkondensator als:
- Glättungskondensator
- Hochspannungskondensator
- Stoß- und Stützkondensator
Kondensator im Gleichstromkreis
Legt man an einen Kondensator eine Spannung an, dann lädt er sich auf. Die Ladung bis zur höchsten Spannung und auch die Entladung auf 0 Volt läuft nach einer Exponentialfunktion ab. Das heißt, beide Vorgänge sind zeitabhängig, wodurch sich zeitabhängige Funktionen in einer elektronischen Schaltung realisieren lassen.
Kondensatoren in Schaltungen und Anwendungen
- Reihenschaltung von Kondensatoren
- Parallelschaltung von Kondensatoren
- Passiver Hochpass / Hochpass-Filter
- Ausschaltverzögerung mit einem Kondensator
- LED-Blinker
- Netzteil: Kondensator statt Trafo
Kennzeichnung von Kondensatoren
Im besten Fall ist ein Kondensator einfach mit der Kapazität, der maximalen Spannung und auch der Toleranz beschriftet. Aufgrund der kleinen Bauformen ist oft wenig Platz. Zu allem Überfluss gibt es verschiedene Verfahren und Systeme, um Kondensatoren zu kennzeichnen und zu beschriften.
- Kennzeichnung von Kondensatoren
- Kennzeichnung von Keramikkondensatoren (Kerkos)
- Kennzeichnung von Elektrolytkondensatoren (Elkos)
- Kennzeichnung von Folienkondensatoren
Weitere verwandte Themen:
- Kondensator
- Keramikkondensator
- Styroflexkondensator
- Elektrolytkondensator
- Aluminium-Elektrolytkondensatoren
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