Tantal-Elektrolytkondensatoren

Ein Tantal-Elektrolytkondensator ist ein gepolter Elektrolytkondensator, der nur mit Gleichspannung betrieben werden darf. Ein Tantal-Elektrolytkondensator zeichnet sich durch eine kleine Bauform, hohe Spannungsfestigkeit, geringe Verluste und eine hohe Zuverlässigkeit aus. Allerdings zu einem entsprechend höheren Preis im Vergleich zu Aluminium-Elektrolytkondensatoren.
Die Kapazität bei Tantal-Elektrolytkondensatoren bewegt sich im Mikrofarad-Bereich (µF). Die Abweichungen liegen zwischen -20% und +20% (Toleranz).

Tantal-Elektrolytkondensatoren sind vergleichsweise empfindlich. Falschpolung, zu hohe Spannung oder Rippelstrom-Überlastung führen zum Kurzschluss und zur Zerstörung der Kondensatoren. Vorsicht, Tantal-Elektrolytkondensatoren mit Kurzschluss können brennen.
Vorsicht auch beim Laden und Entladen von Tantal-Elektrolytkondensatoren. Sie sind sehr empfindlich gegen hohe Stromstärken. Das Laden und Entladen sollte immer über einen Vorwiderstand oder ein strombegrenzendes Bauelement erfolgen.

Bauformen

Tantal-Elektrolytkondensatoren kennt man hauptsächlich als Kondensatoren in Tropfenform mit radialen Anschlüssen. Oder in der selteneren und teuren liegenden und stehenden Form. Die SMD-Typen sind wegen ihrer Schock- und Vibrationsfestigkeit fester Bestandteil in der Kfz-Elektrik. Sie finden überall dort Anwendung, wo große Kapazitäten mit kleiner Bauform gefordert werden.

Es gibt drei verschiedene Ausführungen

  • Tantalfolien-Elektrolytkondensatoren (Bauart F)
  • Tantal-Elektrolytkondensator mit Sinteranode und flüssigem Elektrolyten (Bauart S)
  • Tantal-Elektrolytkondensator mit Sinteranode und festem Elektrolyten (Bauart SF)

Aufbau eines Tantal-Elektrolytkondensators mit Sinteranode

Innerer Aufbau eines Tantal-Elektrolytkondensators
Tantal-Elektrolytkondensator besteht zum großen Teil aus der Anode, die in Kunststoff eingebettet ist. Die Anode ist ein Sinterkörper aus Tantal, woher auch der Name kommt. Über Anschlussdrähte wird der Anodenkörper nach außen verlängert. Die Anode ist der Pluspol.

Das Dielektrikum ist Tantalpentoxid, das dünner ist und ein besseres Kapazitäts-Volumen-Verhältnis hat, als Aluminium-Elektrolytkondensatoren. Es wird in dünnen Schichten auf dem Anodenkörper durch Elektrolyse aufoxidiert. Diese nur wenige Hundert Nanometer dünne Schicht, auf der sehr großen Oberfläche des Anodenkörpers, ermöglicht hohe Kapazitäten.

Bei dieser Herstellung entsteht eine Polarität. Sie erlaubt dafür eine kleine Bauform, hohe Spannungsfestigkeit, geringe Verluste und eine hohe Zuverlässigkeit. Allerdings zu einem entsprechend hohen Preis im Vergleich zu Aluminium-Elektrolytkondensatoren.

Der Außenbelag, der Elektrolyten, gibt es in flüssiger oder trockener Ausführung. Der trockene feste Elektrolyten besteht aus halbleitenden Metalloxid (Mangandioxid). Die Kontaktierung nach außen wird mit Grafit- oder Leitsilber mit dem Metallgehäuse verbunden.

Schaltzeichen

Schaltzeichen des Elektrolytkondensators

Übersicht: Elektrolytkondensatoren

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