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BAU ELEMENTE
Passive Komponenten
Voll im Trend
Joachim Pfülb
Geht es um passive Bauelemente, speziell Kondensatoren, kommt der
Distributor um ein sorgsam zusammengestelltes Produktsortiment
nicht herum. Ebenso notwendig ist die enge Zusammenarbeit mit den
Herstellern, um den Anwendern die geforderten Design-Hilfen, Qualitäten und Lieferzeiten gewährleisten zu können.
F
ür jeden Anwendungsfall die richtigen Bauelemente im Sortiment
zu führen, ist für einen Distributor
kaum möglich. Dennoch ist man bei
Beck in Nürnberg bemüht, das Produktspektrum zu ergänzen, Neuheiten ins
Programm aufzunehmen und eine enge Zusammenarbeit mit den Herstellern
zu pflegen. So finden regelmäßig internationale Vertriebskonferenzen mit den
Produktspezialisten des Kondensatorherstellers Elna statt. Im Vordergrund
steht dabei die Schulung der Produktmanager. Der intensive Gedankenaustausch dient zur Vertiefung der Zusammenarbeit zum Vorteil der Kunden.
Neue technische Trends im Bereich der
Kondensatoren werden ebenso diskutiert wie neue Einsatzgebiete.
Ein Ergebnis war zum Beispiel, dass sich
die Nachfrage nach SMD-Elkos stark
auf Kondensatoren mit niedrigen Impedanzwerten bei möglichst kleiner Bauform konzentriert. Für diese Marktanforderung hat Elna die neue RJF-Serie
entwickelt. Die Serie besitzt derzeit die
niedrigsten ESR- und Impedanzwerte
und eignen sich damit für den Einsatz in
DC/DC-Wandlern und zur Stabilisierung von getakteten Spannungsreglern.
Die Impedanz bei einer Bauform von
10 mm x 10 mm wurde bis auf 90 mΩ
gesenkt. Dies entspricht dem Niveau ei-
Bild 1: Die Nachfrage bei SMD-Elkos konzentriert sich stark auf Kondensatoren mit niedrigen Impedanzwerten bei möglichst kleiner
Bauform. Für diese Marktanforderung hat
Elna die neue RJF-Serie entwickelt.
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nes Tantal-Chipkondensatoren, Bauform D. Ein Kondensator der RJF-Serie
mit einer Kapazität von 100 µF bei 16 V
weist eine Impedanz von 0,44 Ω auf.
Die Wechselstrombelastbarkeit liegt bei
230 mA. Die Abmessung beträgt
6,3 mm x 5,8 mm. Bei einer Betriebsspannung von 25 V und einer Kapazität
von 470 µF beträgt die Impedanz
0,09 Ω, die Wechselstrombelastbarkeit
670 mA und die Abmessung 10 mm x
10 mm. Der Temperaturbereich reicht
von -55 °C bis +105 °C, der Spannungsbereich von 6,3 V bis 63 V und
die Kapazitätswerte von 2,2 µF bis
1500 µF.
Die Serie eignet sich für hohe Wechselstrombelastungen durch einen geringen Innenwiderstand und niedriger Impedanz bis in hohe Frequenzen. Auf
Grund der niedrigen Impedanzwerte
können die Kondensatoren Störspannungen bei Schaltreglern bis in den
MHz-Bereich glätten. Anwendungen
finden sich in getakteten Motordrehzahlregelungen, Ofenelektroniken, KfzSteuerungen, Vorschaltgeräten für
Leuchtstofflampen und in hochwertigen Schaltnetzteilen.
Die bedrahteten Elkos der RJF-Serie entwickelte Elna für den Einsatz in getakteten Stromversorgungen, in Motorregelungen und in DC/DC-Wandlern. Durch
die geringe Impedanz kann bei Parallelschaltungen von Elektrolytkondensatoren die Anzahl der benötigten Kondensatoren reduziert werden. Hierdurch ergibt sich eine Einsparung der benötigten Leiterplattenfläche und eine Reduzierung der Bauteilkosten. Die Lebensdauer von 2000 h, 3000 h und 5000 h
bei 105 °C ist abhängig von der Bauform. Die Impedanz der Serie RJF wurde
durch die Verwendung neuer Folien
und einem neu entwickelten Elektrolyt
im Vergleich zu bestehenden Elna Serien um ca. 50% reduziert. Die Wechselstrombelastbarkeit wurde um rund
40% erhöht, bei einer gleichen oder
kleinerer Gehäusebauform.
Ein Kondensator mit der RJF-Serie mit
einer Kapazität von 1000 µF bei 10 V
weist bei 20 °C/100 kHz eine Impedanz
0,038 Ohm auf. Die Wechselstrombe-
Bild 2: Die TACmicrochips von AVX
helfen bei der Leistungsfähigkeit
Platz und Gewicht zu sparen. Auf
Grund ihrer guten ESR-Werte eignen sie sich für Hochfrequenzanwendungen.
lastbarkeit liegt bei 1430 mA. Die Abmessung beträgt 10 mm x 16 mm. Bei
einer Betriebsspannung von 35 V und
einer Kapazität von 1000 µF beträgt die
Impedanz 0,018 Ohm, die Wechselstrombelastbarkeit 2770 mA und die
Abmessung 12,5 mm x 25 mm. Der
Temperaturbereich reicht von -40 °C bis
+105 °C, der Spannungsbereich von
6,3 V bis 50 V, der Kapazitätsbereich
von 22 µF bis 6800 µF.
Mit den Solid Conductive Polymer Aluminum Elektrolytkondensator der PVSerie unterstreicht Elna seine Typenvielfalt. Diese Kondensatoren verwenden
leitendes Polymer als Kathodenmaterial. Damit sind eine niedrige Impedanz
und eine hohe Wechselstrombelastbarkeit gegeben. Die Toleranz beträgt
20%, der Temperaturbereich -55 °C bis
+105 °C. Sie sind mit Kapazitäten von
6,8 µF bis 470 µF erhältlich. Sie eignen
sich für den Einsatz auf Leiterplatten
und werden in der Automobilausrüstung benötigt.
SMD Tantal-Kondensatoren
Auch die zur Zeit weltweit kleinsten
SMD-Tantal-Kondensatoren erhält man
bei Beck. Der TACmicrochip von AVX
hilft ohne Einbussen bei der Leistungsfähigkeit Platz und Gewicht zu sparen.
Der Chip liefert die höchste Energiedichte in einem 0603- oder 0805Gehäuse. Auf Grund seiner guten ESRWerte eignet er sich für Hochfrequenzanwendungen und zeigt dabei ein stabiles Temperatur- und Spannungsverhalten bei einer hohen Betriebssicherheit.
Der TACmicrochip steht mit Spannungen von 2 V bis 26 V (0603) und von
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2 V bis 10 V (0805) sowie mit Kapazitäten von 0,47 µF bis 6,8 µF und 2,2 µF
bis 47 µF zur Verfügung. Mit ihrer geringen Bauhöhe kommen sie zur
Geräuschdämpfung und zur kapazitiven Entkopplung zum Beispiel in tragbaren Anwendungen wie drahtlosen
PCMCIA-Karten und Mobiltelefonen
zum Einsatz.
Die TransGuard-Mehrlagen-Varistoren
von AVX gewährleisten einen optimalen Schutz vor ESD- und anderen
Störimpulsen und stellen somit eine
echte Alternative zu Suppressor-Dioden
dar. Die Unterdrückung von Überspannungen ist nicht nur wegen einer Fülle
von Vorschriften (JEC 61000-d-x, TR
10605, DIN 40839 etc.) ein brisantes
Thema, auch aufgrund zunehmender
Erkenntnisse über die Schäden, die sie
bei Mikroprozessoren, ASICs, Sensoren
und anderen elektronischen Komponenten hervorrufen können.
Bild 3: Die Mehrlagen-Varistoren
von AVX mit der Bezeichnung TransGuard bieten einen optimalen
Schutz vor ESD- und anderen Störimpulsen und stellen somit eine Alternative zu Suppressor-Dioden dar.
Bild 4: Highcap-MLCC-Serie von TDK
zeichnet sich durch eine hohe Belastbarkeit gegen Stossspannungen
sowie statische Entladung aus und
schützen so die elektronischen Geräte gegen Schäden.
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Bild 5: Die sogenannten „ferrite beads“ der MPZ-Serie von TDK sind Multilayer-SMD-Impeders (to impede = verhindern, erschweren). Sie gehören
zur Sparte EMV-Bauteile und dienen zur Eliminierung der Störsignal u.a. in
DC-Stromversorgungsleitungen von USB-Interface-Schaltkreisen.
Zu den wichtigsten Eigenschaften der
TransGuards zählen eine kurze Ansprechzeit von ca. 0,5 ns (unverzichtbar
für den ESD-Schutz) und eine hohe Zuverlässigkeit bei wiederholter Beanspruchung. Sie lassen sich im Temperaturbereich von -55 °C bis +125 °C voll belasten. Die SMD-Ausführungen stehen in
den Bauformen 0402 bis 1210 sowie
axiale Ausführung mit Arbeitsspannungen von 3,3 V bis 60 V zur Verfügung.
Für Hochgeschwindigkeitsanwendungen sind niederkapazitive Versionen lieferbar.
Neuentwicklungen bei AVX – und damit bei Beck erhältlich – sind Vierfachund Zweifach-Arrays in den Größen
1206 bzw. 0805 für den gleichzeitigen
Schutz mehrerer I/0-Leitungen (Serie
MultiGuard). Die Durchführungs-Varistoren in der Bauform 0805 erfüllen die
Funktion eines Varistors und gleichzeitig die eines Durchführungskondensators für die EMV-Entstörung (Serie
TransFeed). Varistoren mit sehr niedriger Eigenkapazität (12 pF bzw. 3 pF)
eignen sich für den ESD-Schutz von Antenneneingängen und Leitungen mit
hohen Übertragungsraten (Serie AntennaGuard).
Hohe Kapazitätswerte erzielt TDK bei
seinen MLCC (Multilayer Cermic Capacitors) durch die Verwendung der FineMulitilayer-Technik. Die nur wenig Mikron dicken Schichten erlauben die
Herstellung von Chip-Vielschichtkondensatoren bis in den Kapazitätswertebereich von Tantalkondensatoren. Die
Highcap-MLCC-Serie wird in marktüblichen Gehäusen geliefert, ist robust und
gegen mechanische Beanspruchung
widerstandsfähiger als Folien- und Tantal-Kondensatoren. Die Wärmewiderstandsfähigkeit ist ausgezeichnet, so
dass sich die Kondensatoren für FlowReflow und Hochtemperaturlöten eignen.
Die Highcap-MLCC-Serie zeichnet sich
durch eine hohe Belastbarkeit gegen
Stossspannungen sowie statische Entladung aus und schützen so die elektronischen Geräte gegen Schäden. Die Vor-
teile der Keramik-Chip-Kondensatoren
sind fehlende Polarität und ein niedriger ESR. Die Impedanz verändert sich
auf Grund der geringen Eigeninduktivität linear zur Frequenz. Die Hälfte
oder oft nur ein Zehntel des Kapazitätswertes im Vergleich zu Tantal-Kondensatoren erfüllen die gleiche Funktion
und helfen somit Platz auf der Leiterplatte und Kosten zu sparen. Zum Einsatz kommen sie u.a. in Schaltungen
der Kfz-Elektronik, in Hochfrequenzschaltungen in Geräten der Mobilkommunikation sowie in Stromversorgungen. Die Kondensatoren beseitigen vor
allem die hochfrequenten Störspannungen bei Schaltvorgängen.
Alternativ zu MLCC von TDK stehen
dem Anwender auch die SMD-Multilayer-Keramik-Chip-Kondensatoren von
Samsung dem Anwender zur Verfügung. Die Baugrößen reichen von 0201
bis 2220. Zusätzlich stehen besonders
flache Ausführungen zur Verfügung.
Als Besonderheit liefert Beck auch die
sogenannten „ferrite beads“ (Ferritperlen) der MPZ-Serie von TDK. Dabei handelt es sich um Multilayer-SMD-Impeders (to impede = verhindern, erschweren), die zur Sparte EMV-Bauteile
gehören und zur Eliminierung von Störsignal in DC-Stromversorgungsleitungen von USB-Interface-Schaltkreisen, in
PCs, in elektronischen Spielgeräten
oder in Laufwerken dienen. Generell
lassen sich mit der MPZ-Serie effektive
Gegenmaßnahmen zur Bekämpfung
von Störgeräuschen auf Signalleitungen realisieren. Trotz ihrer geringen
Größe verfügen sie über einen geringen
DC-Widerstand (10 mΩ bis 50 mΩ je
nach Typ) und lassen sich in einem Temperaturbereich von -25 °C bis +85 °C
einsetzen.
Beck
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Joachim Pfülb ist Produktmanager für
Passive Bauelemente bei der Beck
GmbH & Co. Elektronik Bauelemente
KG, Nürnberg
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