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Nachhaltige Energiegewinnung

DC-Link-Kondensatoren für das Mikrogenerator-Zeitalter

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Spezielle Kondensatoren stabilisieren die DC-Link-Spannung

Obwohl diese Reihe von Kondensatoren Gewicht und Kosten hinzufügt, ist deren Einsatz erforderlich, um die Auswirkungen von Rippleströmen zu unterdrücken. Die Kondensatoren stabilisieren dabei die DC-Link-Spannung. Ein wesentlicher Nachteil dieser Rippleströme ist die Wärmeerzeugung (I2R), die aufgrund des parasitären Widerstands im Kondensator entstehen (äquivalenter Serienwiderstand – ESR).

Spezielle DC-Link-Kondensatoren für die alternative Energieerzeugung

Neue Kondensatoren von Kemet wurden speziell für diesen DC-Link im Bereich alternative Energieerzeugung und für andere Hochleistungsanwendungen wie elektrische Hebevorrichtungen und Antriebe in Elektrofahrzeugen entwickelt. Das Design optimierter DC-Link-Kondensatoren zielt darauf ab, Rippleströme durch einen kleineren ESR zu verringern, hohen Betriebstemperaturen zu widerstehen und Safe-Failure-Modi zu garantieren, wenn übermäßige Rippleströme über längere Zeit auftreten.

Geringere Eigenerwärmung vereinfacht Wärmemanagement und Kühlung

Diese Verbesserungen helfen Entwicklern dabei, die Ripplestrom-Tragfähigkeit mit weniger Kondensatoren zu verbessern. Dies kann dazu beitragen, die Systemgröße und Materialkosten zu verringern. Durch eine geringere Eigenerwärmung der DC-Link-Kondensatoren vereinfachen sich auch das Wärmemanagement und die Kühlung. So lassen sich z.B. kleinere und kostengünstigere Kühlkörper spezifizieren.

Bessere Kondensatoren dank neuer Materialien und Prozesse

Neueste Kondensatoren basieren auf innovativen Materialien und Prozessen wie selbstentwickelte hochleitfähige Elektrolyte. Elektrolytkondensatoren von Kemet sind bekannt für ihren niedrigen ESR-Wert und ihre geringere interne Wärmeerzeugung. Kemet ist ein bewährter Anbieter von Kondensatoren mit niedrigem ESR-Wert, die optimierte Eigenschaften hinsichtlich der Oberflächen der Elektrodenfolien, der Dicke und Dichte des Papier-Separators und der Verbindungen zu den Kondensator-Anschlüssen bieten.

Fortschrittliche Fertigungseinrichtungen für genaue Wickelprozesse

Zusammen mit Verbesserungen beim Bauteildesign und -aufbau sorgen fortschrittliche Fertigungseinrichtungen für genaue Wicklungsprozesse, wie sie bei der Fertigung von Elektrolytkondensatoren erforderlich sind. Hohe Genauigkeit in dieser Phase ermöglicht höhere Betriebsspannungen für eine bestimmte Dicke des Dielektrikums. Darüber hinaus sind hochgenaue, sichtgesteuerte automatische Lötanlagen in der Lage, genaue Bauteilanschlüsse mit hoher Wiederholgenauigkeit zu produzieren, was ein weiterer Beitrag zu einem konstant niedrigen ESR-Wert ist.

Verbesserte Ripplestrom-Tragfähigkeit in Folienkondensatoren

Eines der weiteren Forschungsergebnisse ist die proprietäre Elektrodenmetallisierung von Kemet, mithilfe der sich die Ripplestrom-Tragfähigkeit in Folienkondensatoren verbessert. Aber auch aus der engen Zusammenarbeit mit Folienherstellern entstanden neue Arten von Folienkondensatoren, die bei hohen Temperaturen über längere Zeit sicher arbeiten.

Breite Auswahl spezieller DC-Link-Kondensatoren

Folienkondensatoren der Baureihe C4AE: sie eignen sich bestens für den Einsatz in Mikrogeneratoren
Folienkondensatoren der Baureihe C4AE: sie eignen sich bestens für den Einsatz in Mikrogeneratoren
(Bild: Kemet )
Zu den neuen Kondensatoren für DC-Link-Anwendungen in Solar-/Windkraftanlagen zählen Kemets radiale DC-Link-Folienkondensatoren C4AE. Die metallisierten Polypropylen-(MKP)-Folienkondensatoren bieten hohe DC-Nennspannungen von 450 bis 1100 V und arbeiten bei Umgebungstemperaturen bis 105 °C. Darüber hinaus eignen sie sich zur Direktmontage auf der Leiterplatte und damit für den Einsatz in kompakten Haushaltsgeneratoren.

Für Anwendungen mit mittlerer bis hoher Leistung stehen die MKP-Kondensatoren C44U im Aluminiumgehäuse mit Schraubklemmen zur Verfügung. Sie bieten eine hohe Ripplestrom-Tragfähigkeit, hohe Kapazitätsdichte und lange Lebensdauer. Die Bauteile bieten Nennspannungen von 700 bis 1300 V und eine hohe Kapazität in Bezug auf ihre Außenabmessungen.

Besonders flache MKP-Folienkondensatoren

In Anwendungen, in denen eine möglichst kleine Bauhöhe wichtig ist, lassen sich alternativ die flacheren MKP-Folienkondensatoren der Baureihe C4DE mit Kapazitäten bis zu 380 µF/400 V oder 100 µF/1000 V und einer maximalen Bauhöhe von nur 64 mm einsetzen. Individuelle Konfigurationen können berücksichtigt werden, wenn spezielle Kapazitätswerte, Spannungen, Baugrößen oder andere Anforderungen den Einsatz von Standardbauteilen ausschließen.

Leistungsfähige Kondensatoren für alternative Energien

Der wachsende Markt der Energieerzeugung in privaten Haushalten sorgt für einen Umbruch im Bereich alternativer Energieversorgung. Hochleistungsfähige Kondensatoren sorgen dabei in wichtigen Bereichen wie dem DC-Link für ein vereinfachtes thermisches Design, eine höhere Energieeffizienz, geringere Baugröße und damit für einen wettbewerbsfähigeren Preis.

* Andrew Bellavi ist Director Product Marketing für Film- und Elektrolytkondensatoren bei Kemet.

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