Was ist ein Folienkondensator? Aufbau und Selbstheilung
Ein Folienkondensator besteht aus zwei leitfähigen Schichten – sogenannte metallisierte Kunststofffolien – die gewickelt oder gestapelt werden. Als extrem dünnes Dielektrikum dient dabei typischerweise die Folie selbst aus Polypropylen (PP), Polyester (PET) oder PEN.
Ein zentrales Merkmal moderner Folienkondensatoren ist ihre Selbstheilungsfähigkeit bei moderaten Überlastungen: Bei lokalen Durchschlägen verdampft die Metallisierung an der betroffenen Stelle blitzschnell, ohne die Gesamtkapazität nennenswert zu beeinträchtigen. Dieser Vorgang verläuft innerhalb von Mikrosekunden und verhindert Kurzschlüsse – insbesondere bei metallisierten Ausführungen.
Dielektrika und Elektrodenvarianten
AIC Europe setzt auf metallisierte Polypropylenfolien, die sich durch besonders niedrige Verluste, hohe Spannungsfestigkeit und gute thermische Stabilität auszeichnen. Je nach Serie und Spannungsbereiche unterscheiden sich die Kondensatoren in der Dicke der Folien, dem Aufbau der Wicklung sowie der Art der Kontaktierung. Während einige Serien eine erhöhte Spannungs- und Überlastungsfestigkeit durch die integrierte Fuse-Funktion und segmentierte Metallisierung aufweisen, bieten andere standardisierte Designs mit Fokus auf Kompaktheit und Wirtschaftlichkeit.
Kunststoff-Folienkondensator vs. Elektrolytkondensator
Beide Bauformen haben ihre Berechtigung – doch gerade bei hohen Spannungen, starken Strömen und langen Laufzeiten spielen Folienkondensatoren ihre Stärken aus.
Es ist durchaus nachvollziehbar, dass DC-Link-Folienkondensatoren einen höheren Gesamtpreis haben. Die hohen Stromtragfähigkeiten bei Spannungen von 900 bis 1200 Volt stellen jedoch eine mögliche Alternative zu Elkos dar. Bei Spannungen über 1200 V zeigt sich meistens, dass eine andere Lösung unwirtschaftlich wird.
Ripple- und Impulsstromfestigkeit
Einer der größten Vorteile eines Kunststoff-Folienkondensators liegt in seiner außergewöhnlich hohen Ripple- und Impulsstrombelastbarkeit. Durch den geringen Innenwiderstand (ESR) und die niedrige Induktivität (ESL) können Folienkondensatoren extreme Stromspitzen und Frequenzanteile aufnehmen – selbst bei hohen Taktraten in modernen Leistungshalbleiterschaltungen.
Im Vergleich zu Elektrolytkondensatoren zeigen sich Filmkondensatoren deutlich robuster gegenüber schnellen Lade-/Entladezyklen, wie sie etwa in DC-Link-Anwendungen, Pulsgeneratoren oder Wechselrichtern auftreten. AIC Europe bietet Serien mit speziell verstärkter Wicklung und thermischer Optimierung, die für dauerhafte Strombelastung in industriellen Umgebungen ausgelegt sind.
Temperatur- und Spannungsfestigkeit
Auch bei der Temperatur- und Spannungsfestigkeit setzen Folienkondensatoren Maßstäbe. Während Elektrolytkondensatoren bei steigender Temperatur kontinuierlich an Lebensdauer verlieren, bleiben Kunststoff-Folienkondensatoren bei Temperaturen bis 105 °C stabil.
Spannungsseitig decken die AIC-Folienkondensatoren ein breites Spektrum von 450 bis über 2 200 Volt Gleichspannung ab. Gerade in Umgebungen mit hohen transienten Überspannungen oder bei DC-Link-Stufen mit starken Spannungshüben (charge-discharge) sind sie die zuverlässigere Wahl – auch deshalb, weil keine Trocknungsprozesse wie bei Elektrolyten stattfinden.
Jedoch Vorsicht: Aufgrund fehlender Systematik in dem Aufbau von Datenblättern von Folienkondensatoren weisen diese schonmal eine hohe Ähnlichkeit auf, unterscheiden sich jedoch in ihrer inhaltlichen Ausgestaltung erheblich. In zahlreichen Fällen erweist sich der Elko nach genauer Prüfung sogar als die überlegene Option.
Produktfamilien im Überblick
Je nach Einsatzgebiet, Spannungsanforderung und Montageart bietet AIC Europe ein fein abgestimmtes Sortiment an Folienkondensatoren. Die Serien unterscheiden sich nicht nur in ihrer Bauform – ob für die Leiterplatte oder mit Schraubanschluss –, sondern auch in ihrer elektrischen Belastbarkeit und optionalen Sicherheitsaspekte.
PCB-Serien – MKCA, MKCHA, MKCP4, MKCP4T
Für kompakte Leistungsanwendungen auf Leiterplatten bietet AIC Europe eine Reihe spezialisierter PCB-Mount-Folienkondensatoren an:
- MKCA: Standardserie für DC-Spannungen von 450 bis 1 100 V, mit einem Temperaturbereich von −40 bis +105 °C. Die Lebensdauer liegt bei ca. 117 000 Stunden. Ideal für stabile, kostenoptimierte Designs.
- MKCHA: Erweiterung der MKCA-Serie für höhere Spannungen bis 1 500 V DC – bei gleicher thermischer Belastbarkeit und ebenfalls hoher Lebensdauer.
- MKCP4: Für Anwendungen mit besonders hohen Rippleströmen. Die Serie bietet optional eine Fuse-Funktion und eine erhöhte Spannungsfestigkeit. Die Lebensdauer beträgt bis zu 170 000 Stunden.
- MKCP4T: THB-Version der MKCP4 für Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit (85 °C/85 % RH – 1 000 Stunden). Auch hier ist eine Sicherungsfunktion verfügbar.
Alle genannten Serien basieren auf metallisiertem Polypropylen und sind mit einem selbstheilenden Dielektrikum ausgestattet.
Schraubanschluss-Serien – MLC, MLC2, MLCA
Für den Einsatz in leistungsintensiven Industrieumgebungen mit hohen Strömen und großer Spannungsdynamik bieten wir Kondensatoren mit Schraubanschluss:
- MLC: Universelle DC-Link-Lösung für Spannungen zwischen 900 und 1 500 V. Mit integrierter Fuse-Funktion und besonders geeignet für zyklische Lade-/Entladevorgänge.
- MLC2: Diese Serie deckt größere Kapazitäten ab – mit kompaktem Design für Anwendungen mit hoher Energiedichte bei 800–900 V DC.
- MLCA: Höchste Spannungsfestigkeit im Portfolio (bis 2 200 V DC) und ausgelegt für extreme Ripple-Current-Belastung. Die bevorzugte Wahl bei anspruchsvoller Leistungselektronik.
Gemeinsame Qualitätsmerkmale und Prüfverfahren
Unabhängig von der Serie erfüllen alle AIC-Folienkondensatoren hohe Qualitätsstandards:
- Dielektrikum: metallisiertes PP mit Harzverguss oder Aluminiumgehäuse
- Temperaturbereich: −40 °C bis +105 °C (Schraubserien bis +85 °C)
- Spannungsprüfung: 1,5-fache Nennspannung für 10 Sekunden
- Zulässige Ripplespannung: typischerweise 20 % der Nennspannung
- Lebensdauerbewertung nach IEC 61071
- RoHS- & REACH-Konformität, auf Wunsch auch UL 810 zertifiziert
Die Fertigung erfolgt nach strengen Prüfprozessen mit typischen FIT-Raten < 50, was einer sehr niedrigen Ausfallwahrscheinlichkeit entspricht. AIC bietet zudem eine präzise Lebensdauerberechnung auf Basis individueller Applikationsdaten.
Typische Einsatzbereiche
Folienkondensatoren kommen überall dort zum Einsatz, wo elektrische Energie zuverlässig geglättet oder entstört werden muss – oft unter extremen Bedingungen. Unsere Kondensatoren erfüllen die Anforderungen unterschiedlichster Branchen – und das mit hoher Effizienz, Langlebigkeit und technischer Präzision.
Industrie- und Antriebstechnik
In der industriellen Leistungselektronik sind Folienkondensatoren unverzichtbare Komponenten, insbesondere im Bereich der Antriebstechnik. Sie stabilisieren Gleichspannungen, glätten Zwischenkreise und absorbieren Lastspitzen – etwa in Frequenzumrichtern, Servoreglern oder Schweißanlagen. Die hohe Ripplestrom- und Spannungsfestigkeit der AIC-Kondensatoren macht sie ideal für Motorsteuerungen, Hochstromanwendungen und Maschinen mit zyklischer Laständerung.
Vor allem in rauen Umgebungen zahlen sich die lange Lebensdauer und die thermische Robustheit der MLC- und MKCP4-Serien aus. Dank integrierter Fuse-Funktion und Selbstheilung sind auch sicherheitskritische Applikationen problemlos realisierbar.
Erneuerbare Energien und E-Mobilität
Auch in der Energie- und Verkehrswende spielen Folienkondensatoren eine Schlüsselrolle – etwa in Solarwechselrichtern, Batteriespeichersystemen, DC-Schnellladestationen oder als kundenspezifische Module im Antriebsstrang (Powertrain). Hier sind hohe Spannungen, starke Stromimpulse und lange Einsatzzeiten Standard.
AIC-Kondensatoren wie die MLCA oder MKCP4T sind speziell für solche Anforderungen entwickelt: Sie bewältigen hohe Ladeströme, tolerieren große Temperaturschwankungen und zeigen selbst unter hoher Luftfeuchtigkeit eine stabile Performance.
In der E-Mobilität dienen sie als zuverlässige DC-Link-Kondensatoren in Inverterstufen und Bordladegeräten, wo sie zwischen Batterie und Leistungshalbleitern für Spannungsstabilität und EMV-Sicherheit sorgen.
Folienkondensator einsetzen: Auswahlkriterien
Damit ein Folienkondensator seine volle Leistungsfähigkeit entfalten kann, müssen technische Anforderungen und Einsatzbedingungen präzise aufeinander abgestimmt sein. Ob es um die Spannungsfestigkeit, die benötigte Kapazität oder den geeigneten Anschluss geht – bei der Auswahl spielen zahlreiche Faktoren eine Rolle.
Spannung, Kapazität und ESR
Beim Kauf eines Folienkondensators ist die richtige Dimensionierung entscheidend für Leistung und Sicherheit. Die drei wichtigsten Auswahlkriterien sind:
- Nennspannung (UN): Die Wahl der richtige Nennspannung richtet sich nach den möglichen Spannungsspitzen, deren Häufigkeit und die Umgebungstemperatur, da bei Werte über 70 bzw. 85°C sowohl mit Spannung- als auch mit Strom Korrekturfaktoren (Derating) gearbeitet werden muss. AIC bietet dafür ein breites Spektrum von 450 bis 2 200 V DC.
- Kapazität: Je nach Anwendung reicht die Spanne von wenigen Mikrofarad bis hin zu mehreren Millifarad.
- ESR (Equivalent Series Resistance): Ein niedriger ESR sorgt für geringere Wärmeverluste und bessere Ripple-Stromverträglichkeit – vor allem bei taktgesteuerten Anwendungen mit schnellen Pulsfolgen.
Für Standardanwendungen wie Snubber oder Entkopplung ist ein Folienkondensator mit 100 nF (0,1 µF) ein häufig gewählter Wert – insbesondere bei kleinen Leistungen oder zur Überspannungsbegrenzung.
Bauform und Fuse-Function
Auch die Bauform spielt bei der Auswahl eine zentrale Rolle. Für platzsparende Designs sind PCB-Serien wie MKCA oder MKCP4 ideal. In Hochstrom- und Industrieumgebungen bieten sich hingegen Schraubanschlusslösungen wie MLC oder MLCA an.
Viele Serien von AIC verfügen optional über eine integrierte Fuse-Funktion. Diese trennt den Kondensator sicher vom Netz, falls es zu einem internen Defekt oder thermischen Durchbruch kommt – ein wichtiges Sicherheitsmerkmal für Anwendungen mit erhöhtem Kurzschlussrisiko.
Nicht zuletzt sollte bei der Auswahl auch der thermische Kontext beachtet werden: Serien wie MKCP4T sind speziell für feuchte Umgebungen ausgelegt und bieten erhöhte Sicherheit bei Temperaturschwankungen.
AIC-Service: Lebensdauerberechnung und Bankauslegung
Damit ein Folienkondensator optimal zur Anwendung passt, bietet AIC Europe eine technische Auslegungsunterstützung an – inklusive präziser Lebensdauerberechnung.
Basierend auf den individuellen Einsatzparametern (Spannungsverlauf, Stromprofil, Temperaturverlauf) wird ein geeigneter Kondensatortyp empfohlen und dessen erwartete Lebensdauer berechnet.
Sie haben Fragen zu unseren Folienkondensatoren oder benötigen anderweitig Unterstützung?
Dann nehmen Sie gerne über unser Kontaktformular Verbindung mit uns auf – wir beraten Sie persönlich und finden gemeinsam die passende Lösung für Ihre Anwendung.
