Data Sheet

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09.06
D
Technische Daten und Vorteile
des Kunststofffolien-Kondensatores
Zuverlässigkeit
Für den Kunststofffolien-Kondensator gilt für
die Ausfallrate in fit (10
-9
/h) die Formel
l
0
= Erwartungswert
p
T
= Temperaturfaktor
p
V
= Spannungsfaktor
Der Erwartungswert wird für jedes Bau-
element aufgrund von Langzeitversuchen
ermittelt. Erfolgt eine Prüfung z. B. bei
T = 85 ° C, dann entspricht das in einem
Gerät mit T
P 40 ° C Umgebungstempera-
tur einer Betriebszeit von ca. 150 000 –
200 000 h. Die besten Werte erreichen
heute metallisierte Polyester-Folienkonden-
satoren mit einem Erwartungswert von 2 fit
und einer Ausfallrate von
l =10 fit.
Selbstheileigenschaften
Der Prozess der Ausheilung bei metalli-
sierten Kunststofffolien-Kondensatoren
wird durch einen elektrischen Durchschlag,
der in ca. 10
-8
s abläuft, eingeleitet. Durch
die dabei auftretenden Temperaturen von
ca. 6000 K wird die Metallisierung im Be-
reich des Durchschlagskanals verdampft.
Die betroffene Stelle wird isoliert und der
Kondensator bleibt voll funktionsfähig.
b=Durchschlagskanal
c=Stromfluß
d=entmetallisierte Zone
+
b
d
c
c
d
+
_
Induktivität und Eigenresonanz
Je nach Aufbau erzeugt ein Wechselstrom
im Kondensatorwickel ein mehr oder weni-
ger ausgeprägtes Magnetfeld, das sich als
Induktivität L messen lässt.
Moderne Kunststofffolien-Kondensatoren
sind über die gesamte Stirnfläche des
Kondensatorwickels kontaktiert. Die Eigen-
induktivität des Wickels ist dadurch kurz-
geschlossen und wird reduziert auf das
jeweilige Rastermaß (0,8 nH/mm) und die
verbleibende Länge der Anschluss drähte
(im Falle von SMD-Kondensatoren auf den
Abstand zwischen den Lötflächen).
L und C bilden einen Serienschwingkreis.
Bei der Frequenz
f
0
=
1
2
p ·
ö ää
L · C
ist der Kondensator in Eigenresonanz, er
hat dann den niedrigsten Scheinwider-
stand, der nur noch aus r besteht (ESR).
Verlustfaktor und ESR
Der Verlustfaktor tan d ist der Quotient
aus Wirk- und Blindanteil des Scheinwider-
standes. Die Verluste entstehen hauptsäch-
lich im Dielektrikum, dargestellt durch R
im Ersatzschaltbild. Parallel zu R liegt der
Isolationswiderstand R
is, der allerdings nur
bei sehr niedrigen Frequenzen tan
d beein-
flusst. Weitere Verluste sind bedingt durch
die endliche Leitfähigkeit der Kondensator-
beläge und den Übergangswiderstand
zwischen Belägen und Anschlussdrähten,
dargestellt im Ersatzschaltbild durch den
Reihenwiderstand r. L stellt die verbleibende
Eigeninduktivität dar.
R
C
L
r
R
is
Der Verlustfaktor ist z. B. bei Wechsel-
stromkondensatoren, die mit starken Strö-
men belastet werden, von Bedeutung.
Ein zu großer tan
d kann durch die auf-
ge nommene Wirkleistung zu übermäßi-
ger Erwärmung und damit zu verkürzter
Lebensdauer führen. ESR-Werte werden
nicht in den jeweiligen Datenblättern
der einzelnen Reihen genannt. Werte
für bestimmte Kapazitäten können nach
folgender Formel berechnet werden:
ESR = tan
d · ( 2 · p · f · C )
–1
tan d: siehe Datenblatt der jeweiligen
WIMA-Reihe
f: Frequenz des Wechselspannungsanteils
in der Applikation.
ESR-Werte für bestimmte Kapazitäten siehe
auch Dielektrika-Kurven ab Seite 5.
Becherumhüllung
WIMA Kondensatoren werden in Becher-
Technologie gefertigt, die im Vergleich
zu nichtumhüllten oder gedippten Aus-
führungen wesentliche Vorteile aufweist
” Schutz des Kondensatorelements vor
mechanischen Belastungen während der
Verarbeitung und des Betriebs
” Keine Gefahr interner Cracks oder
Delamination aufgrund der konstruk-
tionsbedingten Elastizität des Aufbaus
” Hervorragende Selbstheileigenschaften
durch geringen Lagendruck im Konden-
satorwickel
” Lösungsmittelresistentes und flammhem-
mendes Kunststoffgehäuse nach
UL 94 V-0
” Klar definierte geometrische Gehäuse-
abmessungen, die ein präzises und
platzsparendes Bestücken der Leiter-
platte ermöglichen.
l = l
0
· p
T
· p
V