Was ist ein Polymerkondensator?
Polymerkondensatoren sind Kondensatoren, die ein leitfähiges Polymer als Elektrolytmaterial verwenden und sich durch eine niedrige Impedanz und hervorragende Hochfrequenzeigenschaften auszeichnen sowie unempfindlich gegenüber Temperatur und angelegter Spannung sind.
Sie bieten eine bessere Kapazitätsstabilität, einen niedrigeren ESR (äquivalenter Serienwiderstand) und eine höhere Zuverlässigkeit als herkömmliche Kondensatoren und tragen so zur Realisierung von leistungsfähigeren elektronischen Geräten bei.
Anwendungen von Polymerkondensatoren
Polymerkondensatoren werden aufgrund ihrer stabilen Kapazität, niedrigen Impedanz, schnellen Lade- und Entladeleistung und hohen Zuverlässigkeit in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Die wichtigsten Anwendungen sind die folgenden:
1. Elektronische Geräte
Polymerkondensatoren werden in tragbaren elektronischen Geräten wie Smartphones, Tablets und Laptops verwendet. Sie eignen sich besonders für den Einsatz in batteriebezogenen Schaltungen und Hochfrequenzschaltungen, wo eine schnelle Lade- und Entladeleistung erforderlich ist.
2. Elektronische Geräte in Fahrzeugen
Elektronische Geräte in Fahrzeugen müssen in rauen Umgebungen wie hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit betrieben werden. Polymerkondensatoren eignen sich für den Einsatz in elektronischen Geräten in Fahrzeugen, bei denen hohe Zuverlässigkeit und Haltbarkeit erforderlich sind.
3. OLED-Displays
Die Treiberschaltungen von OLED-Displays erfordern eine schnelle Lade- und Entladeleistung. Polymerkondensatoren werden aufgrund ihrer schnellen Lade- und Entladeleistung in den Ansteuerungsschaltungen von OLED-Anzeigen verwendet.
4. Photovoltaische Stromerzeugung
Photovoltaik-Wechselrichterschaltungen erfordern schnelle Schaltvorgänge. Polymerkondensatoren werden aufgrund ihrer hohen Schaltleistung in Photovoltaik-Wechselrichterschaltungen eingesetzt.
Funktionsweise von Polymerkondensatoren
Polymerkondensatoren basieren auf herkömmlichen Tantal-Elektrolytkondensatoren und Aluminium-Elektrolytkondensatoren. Herkömmliche Typen von Elektrolytkondensatoren verwenden Mangandioxid oder Elektrolyt als Kathode.
Polymerkondensatoren hingegen sind Elektrolytkondensatoren, die ein leitfähiges Polymer als Elektrolyt verwenden. Mit anderen Worten, ein Aluminium-Elektrolytkondensator vom Polymertyp verwendet Aluminiumfolie als Anode, ein leitfähiges Polymer als Elektrolyt und Aluminium als Kathodenmaterial.
Bei den Tantal-Elektrolytkondensatoren vom Polymertyp besteht die Anode aus Tantalmetall und der Elektrolyt aus einem leitfähigen Polymer. Die leitfähigen Polymere, auf die hier Bezug genommen wird, sind Polymere wie Polypyrrol-Polythiophen.
Arten von Polymerkondensatoren
Derzeit gibt es folgende Arten von Polymerkondensatoren:
1. Polymerkondensatoren mit Aluminium-Elektrolytkondensatoren
Die Anode ist eine Aluminiumfolie, das Dielektrikum ein Aluminiumoxidfilm und der Elektrolyt ein leitfähiges Polymer in Kontakt mit einer Silberelektrode. Es handelt sich um einen Mehrschichtkondensator, der sich durch Miniaturisierung auszeichnet.
2. Polymerkondensatoren mit Tantal-Elektrolyt
Hierbei handelt es sich um einen Tantal-Elektrolytkondensator, bei dem der Elektrolyt durch ein leitfähiges Polymer aus Mangandioxid ersetzt ist. Er zeichnet sich ebenfalls durch ein hohes Maß an Sicherheit aus.
3. Polymerkondensatoren mit Aluminium-Elektrolyt
Das Kathodenmaterial der herkömmlichen OS-Kondensatoren wird durch ein Polymer ersetzt. Er zeichnet sich durch eine hohe Restwelligkeit und eine hohe Spannungsfestigkeit aus.
4. Polymerkondensatoren mit Hybrid-Aluminium-Elektrolytkondensator
Hierbei handelt es sich um einen Aluminium-Elektrolytkondensator, bei dem ein Elektrolyt und ein leitfähiges Polymer zusammen als Elektrolyt verwendet werden. Er hat die gleiche Form wie ein herkömmlicher Aluminium-Elektrolytkondensator.
Weitere Informationen über Polymerkondensatoren
Eigenschaften von leitfähigen Polymeren
1. Niedriger ESR (äquivalenter Serienwiderstand)
Leitfähige Polymere haben aufgrund ihres geringen Widerstands und ihrer großen Oberfläche einen niedrigen ESR-Wert. Dies ermöglicht ein schnelles Laden und Entladen.
2. Hohe Wärmebeständigkeit
Leitfähige Polymere haben im Allgemeinen eine hohe Wärmebeständigkeit. Dadurch können sie in Umgebungen mit hohen Temperaturen eingesetzt werden.
3. Hohe Zuverlässigkeit
Leitfähige Polymere sind sehr flexibel und daher sehr haltbar und zuverlässig gegenüber äußeren Kräften wie Vibrationen. Der niedrige ESR bedeutet auch, dass beim Laden und Entladen weniger Wärme durch den Strom erzeugt wird. Dies wirkt sich erheblich auf die Lebensdauer des Kondensators aus und ist einer der Gründe für die lange Lebensdauer von Polymerkondensatoren.