Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wechselstrombelastbarkeit MKP- und FKP-Kondensatoren


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von Steffen (Gast)


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Ein freundliches Hallo an alle,

ich habe eine Frage zu den MKP- bzw. FKP-Kondensatoren.

Im Datenblatt von WIMA gibt es jeweils eine Seite, welche Spannungen bei 
welcher Frequenz zulässig sind, um die Erwärmung nicht über 10°C steigen 
zu lassen.

Entsprechend steht weiter vorn, dass man bei DC ab 85°C und bei AC ab 
75°C Umgebungstemperatur die Spannung absenken muss - 75°C plus die 10°C 
Erwärmung wären ja wieder 85°C.

Die Diagramme würde ich erstmal so interpretieren, dass es jeweils eine 
max. Spannung und einen max. Strom gibt, erstere verantwortlich für das 
abs. Maximum, letzterer für die Spannungsreduktion bei steigender 
Frequenz, wobei bei einigen der größeren Kondensatoren max. Spannung und 
Strom nicht gleichzeitig zulässig sind, so dass die Kurven etwas 
abgerundet sind.

Ich will die Kondensatoren in einem Schwingkreis mit ca. 20 kHz 
einsetzen. Meine Frage geht dahin, was passiert, wenn ich, um nicht zu 
viele Kondensatoren in Reihe, und dann zum Erreichen der Kapazität auch 
wieder parallel schalten zu müssen, die Spannung und damit den Strom 
erhöhe. Ich bleibe natürlich unter dem abs. Spannungsmaximum. Ist es 
möglich, wenn ich z.B. mit der Umgebungstemperatur sicher unter 45°C 
bleibe, Strom und Spannung gegenüber den Diagrammen zu verdoppeln, mit 
dann 40°C Eigenerwärmung, in Summe wieder 85°C, oder gibt es einen 
Fallstrick, den ich übersehen habe? Das würde die nötige Anzahl auf ein 
Viertel reduzieren...

Wie sind Eure praktischen Erfahrungen?

Vielen Dank für alle Tips,
Steffen

von voltwide (Gast)


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Die Erwärmung in einem solchen Schwingkreiskondensator ergibt sich im 
Wesentlichen aus den Verlusten im Dielektrikum, und diese wachsen mit 
der Wechselspannung und deren Frequenz. Aus den Grenzdiagrammen für die 
erlaubte Wechselspannung kannst Du über die Impedanz des Kondensators 
den hierbei maximal fließenden Strom berechnen.

von voltwide (Gast)


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Entsprechende Messungen verschiedener Kondensatortypen habe ich an 
Resonanzwandlern durchgeführt und würde von daher Wima MKP10 empfehlen.

von michael_ (Gast)


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Steffen schrieb:
> Entsprechend steht weiter vorn, dass man bei DC ab 85°C und bei AC ab
> 75°C Umgebungstemperatur die Spannung absenken muss

Hast du solche Temperaturen?

von Hp M. (nachtmix)


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Steffen schrieb:
> Strom und Spannung gegenüber den Diagrammen zu verdoppeln, mit
> dann 40°C Eigenerwärmung, in Summe wieder 85°C, oder gibt es einen
> Fallstrick, den ich übersehen habe?

Die Verlustleistung steigt nicht linear, sondern quadratisch mit dem 
Strom.
Ausserden nimmt der Verlustfaktor gewöhnlich mit der Temperatur zu.

: Bearbeitet durch User
von Steffen (Gast)


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voltwide schrieb:
> Entsprechende Messungen verschiedener Kondensatortypen habe ich an
> Resonanzwandlern durchgeführt und würde von daher Wima MKP10 empfehlen.

Vielen Dank! An diese bzw. die FKP 1 von WIMA hatte ich gedacht. Hast Du 
bei den MKP 10 auch Messungen im Bereich höherer Ströme und höherer 
Erwärmung gemacht?

michael_ schrieb:
> Hast du solche Temperaturen?

Nein, habe ich nicht.

Mir geht es eher darum, ob es außer der mit Strom und Spannung 
quadratisch ansteigenden Verluste und Erwärmung noch andere Effekte 
gibt, weswegen es unzulässig sein könnte, den Strom gegenüber den 
Diagrammen für 10°C Erwärmung zu verdoppeln, mit dann 40°C Erwärmung, 
und gegenüber den normalerweise zulässigen 75°C Umgebungstemperatur um 
30°C reduzierten 45°C.

Hp M. schrieb:
> Die Verlustleistung steigt nicht linear, sondern quadratisch mit dem
> Strom.
> Ausserden nimmt der Verlustfaktor gewöhnlich mit der Temperatur zu.

Sonst gibt es aber keine Effekte, d.h. wenn meine Erwärmung 40°C statt 
10°C beträgt, ich aber die Umgebungstemperatur um 30° niedriger ansetzen 
kann als die zugelassenen 75°C, dann habe ich ja wieder die gleiche 
Innentemperatur und den gleichen Verlustfaktor?

von Stromdurchflossen (Gast)


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Wie bekomme ich den raus, wieviel Strom durch einen Kondensator fließen 
darf? Bei Elkos und neuerdings auch bei KerKos wird ein Rippelstrom 
angegeben. Solch eine fehlt bei den MKP10. - wäre halt interessant für 
einen SEPIC oder Resonanzwandler

von Steffen (Gast)


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Stromdurchflossen schrieb:
> Wie bekomme ich den raus, wieviel Strom durch einen Kondensator fließen
> darf?

Das was ich bis jetzt herausgefunden habe:

Zu den FKP und MKP kann man bei Reichelt ein Datenblatt herunterladen, 
in dem Diagramme zur "zulässige(n) Wechselspannung in Abhängigkeit von 
der Frequenz bei 10°C Eigenerwärmung" enthalten sind.

Dort kann man den Kondensatortyp heraussuchen, je nach 
Gleichspannungsbelastbarkeit und Kapazität.

Im Diagramm liest man den zulässigen Spannungswert für die geplante 
Frequenz ab. Dann kann man den Strom mit
ausrechnen.

Dies sind dann Effektivwerte, die Scheitelwerte von Strom und Spannung 
liegen nochmal um den Faktor Wurzel 2 höher.

Zusätzlich zur Wechselspannung kann noch eine Gleichspannung überlagert 
sein, dann darf der Betrag der Gleichspannung plus dem Scheitelwert der 
Wechselspannung nicht höher als die Gleichspannungsbelastbarkeit sein.

Viele Grüße,
Steffen

von voltwide (Gast)


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Stromdurchflossen schrieb:
> Wie bekomme ich den raus, wieviel Strom durch einen Kondensator fließen
> darf? Bei Elkos und neuerdings auch bei KerKos wird ein Rippelstrom
> angegeben. Solch eine fehlt bei den MKP10. - wäre halt interessant für
> einen SEPIC oder Resonanzwandler


Ich schrieb:
Die Erwärmung in einem solchen Schwingkreiskondensator ergibt sich im
Wesentlichen aus den Verlusten im Dielektrikum, und diese wachsen mit
der Wechselspannung und deren Frequenz. Aus den Grenzdiagrammen für die
erlaubte Wechselspannung kannst Du über die Impedanz des Kondensators
den hierbei maximal fließenden Strom berechnen.

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