Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Warum Elko anstatt von Keramik


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von André R. (andr_r23)


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Warum Bestückt man häufig Elkos anstelle von Keramik Kondensatoren ?

Ich bin gerade dabei eine Schaltung auszulegen und muss die Platine 
entsprechend routen.

In meinem Beispiel sind die Keramik Kondensatoren günstiger als die 
Elkos sowie DEUTLICH kleiner bei gleicher Spannung und davon mal ganz 
abgesehen, dass man Elkos solange sie nicht Bipolar sind eine Polarität 
haben.

Ich dachte immer, dass es Kostengründe hat. Aber Elkos haben demnach nur 
Nachteile?!?! (Mein Beispiel ist 10uF, bei höheren Kapazitäten wirds 
dann sicherlich anders).

von ich, hier (Gast)


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http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0205141.htm
und die darauf verlinkten Seiten sollten darüber Aufschluss geben

von Frank K. (fchk)


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1. Keramik gibts nur für kleinere Kapazitäten.

2. Die Kapazitäten von Keramikkondensatoren sind stark 
spannungsabhängig. Schau mal, was bei einem 10u Y5R bei Nennspannung 
noch von den 10u übrig bleibt.

3. Keramikkondensatoren haben piezoelektrische Eigenschaften -> Pfeifen, 
Reaktion auf mechanischen Schock

von henning (Gast)


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der ESR ist schon relativ hoch. ein verlustfaktor von 5% bei 1 kHz und 
10 µF sind 0,8 Ohm. Da schaffen elkos wesentlich weniger. Alles außer 
X7R kann man sowieso vergessen, weil die kapazität spannungsabhängig 
ist.

von André R. (andr_r23)


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Also ich finde nichts, hätte im Datenblatt ein Diagramm erwartet, dass 
mir dann die Kapazität in Abhängigkeit der Spannung zeigt.

Aber es ist auch nur ein 10uF Kondensator der zwischen VCC und GND liegt 
für einen AD Wandler.

Hier ist mal das Datenblatt von dem Keramik Kondensator:
http://www.farnell.com/datasheets/1359282.pdf

Ich habe die 0603 Version angedacht X5R mit 6,3V Nennspannung. Die 
gesamte Schaltung läuft mit 3,3V. Findest du dort eventuell etwas?

von Bastler (Gast)


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Hallo,

die Frage ist nicht ironische gemeint :

Wo gibt es einen 10µF Keramik Kondensator billiger als einen 10µF Elko 
(gleiche bzw. ähnliche Spannungsfestigkeit natürlich) ?

Gruß

     "Bastler"

von André R. (andr_r23)


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Farnell gibt es das

Hier 2 Beispiele:

Elko: 
http://de.farnell.com/panasonic/eee1ca100sr/kondensator-bauform-b-10uf-16v/dp/9696920
Keramik: 
http://de.farnell.com/tdk/c1608x5r0j106m/capacitor-ceramic-10uf-6-3v-x5r/dp/1844199

Der Elko hat halt 16V aber dafür ist er auch doppelt so teuer.

von Mine Fields (Gast)


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Die meisten Spannungsregler (egal ob linear oder schalt) brauchen einen 
gewissen ESR, um stabil zu bleiben.

von André R. (andr_r23)


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Mine Fields schrieb:
> Die meisten Spannungsregler (egal ob linear oder schalt) brauchen einen
> gewissen ESR, um stabil zu bleiben.

Das bedeutet für mich? Kann ich den Keramik einsetzen um Geld und Platz 
zu sparen?

Als Kondensator zwischen VCC und GND an einem AD Wandler. keramik 
kondensator hat 6,3V angegeben ich arbeite mit 3,3V und die habe ich 
eigtl. Recht Stabil anliegen.

von Klaus R. (klara)


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Hallo,
>> der ESR ist schon relativ hoch. ein Verlustfaktor von 5% bei 1 kHz und
>> 10 µF sind 0,8 Ohm. Da schaffen elkos wesentlich weniger.
Ich dachte immer das nur Elkos einen störenden ESR hätten. Beim 
Verlustfaktor meinst Du sicher auch die Elkos.

Keramik Kondensatoren sollte man nicht in Schaltungsteilen, wie Filter, 
einsetzen. Die Kapazität ist spannungsabhängig. Zum Abblocken von 
Störungen sind sie jedoch ideal gerade weil sie so gut wie keinen ESR 
haben. Und auch die Verluste sind vernachlässigbar.
Gruss Klaus.

von Mine Fields (Gast)


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André R. schrieb:
> Das bedeutet für mich? Kann ich den Keramik einsetzen um Geld und Platz
> zu sparen?

Das kommt darauf an, welchen Regler du einsetzt.

von André R. (andr_r23)


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Mine Fields schrieb:
> André R. schrieb:
>> Das bedeutet für mich? Kann ich den Keramik einsetzen um Geld und Platz
>> zu sparen?
>
> Das kommt darauf an, welchen Regler du einsetzt.

http://www.farnell.com/datasheets/1447193.pdf

Einen TL2575.

Danke :-)

von Zorg (Gast)


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Solche hoch kapazitivien Kerkos gabs im letzten Jahrtausend noch nicht 
wirklich also ist das relativ neu ;-)

Es werden ja auch noch Tantals eingesetzt ... eben in älteren schon 
bestehenden Designs.

von André R. (andr_r23)


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Naja ich probiers jetzt mal mit Keramik. Muss irgendwie gehen ..... Ist 
nur ärgerlich wenns doch nicht passt und die Platine neu gemacht werden 
muss :-)

von Mine Fields (Gast)


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André R. schrieb:
> Naja ich probiers jetzt mal mit Keramik. Muss irgendwie gehen ..... Ist
> nur ärgerlich wenns doch nicht passt und die Platine neu gemacht werden
> muss :-)

Für Bastler ok. Für eine professionelle Schaltung würde ich das kritisch 
sehen - das Datenblatt sieht ausdrücklich Elkos vor.

von henning (Gast)


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Natürlich haben keramik-Cs einen ESR. dissipation factor laut datenblatt 
5% Xc bei 1 kHz und 10 µF = 16,7 Ohm, davon 1/20 => 0,83 Ohm. Kann man 
glauben, muss man aber nicht. Ein 100 nF hätte nur 0,0083 Ohm.

von Capi (Gast)


Angehängte Dateien:

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>Natürlich haben keramik-Cs einen ESR. dissipation factor laut datenblatt
>5% Xc bei 1 kHz und 10 µF = 16,7 Ohm, davon 1/20 => 0,83 Ohm. Kann man
>glauben, muss man aber nicht. Ein 100 nF hätte nur 0,0083 Ohm.

Das ist doch nicht der ESR! Den ESR findest du im Impedanzminimum! Und 
der ist bei keramischen Caps verdammt niedrig!!

von ok (Gast)


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Siehst doch wie der ESR von der Frequenz abhängt im Diagramm. Bei Elkos 
sinkt er mit steigender Frequenz.

von gaast (Gast)


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Capi schrieb:
> Das ist doch nicht der ESR! Den ESR findest du im Impedanzminimum! Und
> der ist bei keramischen Caps verdammt niedrig!!

Natürlich ist das der ESR, denn der ist nun mal ebenso Frequenzabhängig, 
siehe Anhang deines Postings, linkes Diagramm, blaue Kurve. Du hast zwar 
Recht, dass im Resonanzfall nur der ESR übrigbleibt, trotzdem kann 
dieser bei anderen Frequenzen deutlich darüber liegen. Hennings Wert von 
0,8 Ohm ist dabei gar nicht so weit von dem entfernt, was im Diagramm 
für ein Kilohertz angegeben ist.

von Fritz (Gast)


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André R. schrieb:
> Naja ich probiers jetzt mal mit Keramik. Muss irgendwie gehen ..... Ist
> nur ärgerlich wenns doch nicht passt und die Platine neu gemacht werden
> muss :-)

Zitat ausm Datenblatt:
> Low ESR for COUT is desirable for low output ripple. However, the ESR
> should be greater than 0.05 Ω to avoid the possibility of regulator       > 
instability. Hence, a sole tantalum capacitor used for COUT is most
> susceptible to this occurrence.

Ein Kerko dürfte unter den empfohlenen 50 mOhm liegen, es könnte also 
Probleme geben, so dass du da auf jeden Fall ein Auge drauf werfen 
solltest.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Ähm, was hängt ihr euch alle so sehr am Ausgangskondensator für den
Spannungsregler auf? Wenn ich André richtig verstanden habe, geht es
doch um etwas völlig anderes:

André R. schrieb:
> Aber es ist auch nur ein 10uF Kondensator der zwischen VCC und GND liegt
> für einen AD Wandler.

André R. schrieb:
> Als Kondensator zwischen VCC und GND an einem AD Wandler.
                                       ^^
Der Kondensator soll offensichtlich ein Stützkondensator für ein IC
werden. Dafür ist doch ein Kerko genau die richtige Wahl.

Als Ausgangskondensator für den TL2575 wären die genannten 10µF viel zu
wenig. Das Datenblatt schlägt 220-680µF vor. In dieser Größenordnung
gibt es keine Kerkos, also wird man hier sowieso zu einem Elko greifen.

Also: Ein Kerko mit 10µF für den ADC, einen Low-ESR-Elko mit ein paar
Hundert µF für den Spannungsregler und der Käse ist gegessen.

von Ulrich (Gast)


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Das Beispiel mit der ESR bei 1 kHz ist ein wenig irreführend. Bei 
Keramikkondensatoren sind die Verluste halt gerade kein konstanter 
Widerstand. Das Bild was zur ESR gehört passt also nicht.
Im Vergleich zu den 16 Ohm Impedanz bei 1 KHz sind 0,8 Ohm an 
scheinbrarem ESR gar nicht so schlecht und stören oft gar nicht.

Die Kerkos mit so hoher Kapazität sind noch nicht so lange Verfügbar, 
und die Umstellung braucht halt etwas. Es gibt Fälle wo man die 
Eigenschaften der Elkos braucht und Kerkos nicht so ohne weiters gehen. 
Vieler der kleinen Elkos (besonders Tantal) kann man aber ersetzen und 
wird das bei neuen Designs auch tun.

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