Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MLCC für 100VDC Applikation


von Bert S. (kautschuck)


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Hi,

Ich stehe vor dem Problem, dass ich 150VDC rated MLCC brauche, die 
Standardkomponenten aber entweder 100VDC oder gleich 200-250VDC gerated 
sind und daher massiv teurer. Nun frage ich mich, ob ich nicht einfach 2 
Kapazitäten in Serie nehmen kann, aber da kommt das Balancing ins Spiel. 
Wie sind eure Erfahrungen mit Kapazitäten in Serie? Macht es Sinn wie im 
Anhang alle Mittelterminals mit einem Balancer zu versehen oder sollten 
jeweils 2 einen eigenen Balancer haben?

Wenn ich das richtig verstanden habe, dann ist das ja eigentlich nur um 
den DC Offset zu kompensieren, im Endeffekt halten die Caps ja Vbus/2, 
solange die Spannung dynamisch schwankt, richtig? Was für balancing 
Widerstände braucht man da so, reichen die 2x470kOhm?

Edit: Sehe gerade im Bild ist ein Mittelstrang nicht verbunden, bitte 
ignorieren.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Das müsste viel niederohmiger sein, wegen des massiven dC/dU bei den 
MLCC.

von Bert S. (kautschuck)


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H. H. schrieb:
> Das müsste viel niederohmiger sein, wegen des massiven dC/dU bei den
> MLCC.

Wie niederohmig sollte das den sein? Was ich gesehen habe, sind vor 
allem die Leakage Ströme das Problem, daher muss das nicht so 
niederohmig sein?

von H. H. (hhinz)


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Bert S. schrieb:
> Was ich gesehen habe, sind vor
> allem die Leakage Ströme das Problem,

Bei Elkos.

von Gerald B. (gerald_b)


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Es gibt doch für den Automootive Bereich MLCCs mit Floating Elektroden, 
die intern aus eine Reihenschaltung bestehen, das es bei einem Bruch zu 
keinem Kurzschluss kommt.
Die werden intern auch nicht ausbalanciert. Daher die berechtigte Frage: 
ist das überhaupt nötig?

von Frank K. (fchk)


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Bei Digikey gibts z.B. unter dieser Nummer
4713-CHV2220N250225KXTCT-ND
2.2uF 250V X7R in 2220 für 1.20€ im Zehnerpack. Mit 6 Stück wie in 
Deinem Beispiel bist Du auch bei 13.2uF, und das ohne jegliches 
Kopfzerbrechen und Risiko.

fchk

von Gerald B. (gerald_b)


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LCSC hat was Passendes zu einem Bruchteil des Preises.
https://lcsc.com/products/Multilayer-Ceramic-Capacitors-MLCC-SMD-SMT_313.html
Die 250V Spannungsfestigkeit haben noch einen anderen positiven 
Nebeneffekt: Das spannungsabhängige Derating ist nicht ganz so brutal.

von Anton (antang)


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Gerald B. schrieb:
> Die 250V Spannungsfestigkeit haben noch einen anderen positiven
> Nebeneffekt: Das spannungsabhängige Derating ist nicht ganz so brutal.

Dennoch sollte man ungedingt die DC-Bias-Kurve beim Hersteller 
anschauen: Weil ich das mal nicht machte, habe ich hier X5R-MLCC, die 
bei 40% der Nennspannung (also wie bei 100V von 250V) nur noch 10% der 
Nennkapazität haben.

Braucht Bert wirklich MLCC? Warum?

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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Wenn dein Kondensator bei 100 V Nennspannung x kostet und bei 200 V 4x, 
dann ist das logisch, weil er auch die vierfache Energie speichern kann. 
Da (bei einer Serie von einem Hersteller) das Dielektrikum gleich ist, 
ist das Bauvolumen auch das Vierfache. Also ist der 200 V Typ entweder 
dicker, und/oder de Footprint größer. Da du auf der Platine nicht nur 
die Gehäusekontur als Fläche benötigst, sondern auch Platz drum herum 
für die Lötpads und die Bestückungsmaschine / Handlung, ist oft ein 
Kondensator mit doppelter Nennspannung auf der Platine viel kleiner, als 
vier Kondensatoren mit einfacher Nennspannung. Und rechne mal aus, ob 
die Kosten wirklich das vierfache sind, oder eher so das doppelte. Meist 
fährst du mit einem größeren Kondensator besser, als mit mehreren 
kleinen.
Welche Maximalspannung hat dein Bus denn?

von U. M. (oeletronika)


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Bert S. schrieb:
> Hi,
>
> Ich stehe vor dem Problem, dass ich 150VDC rated MLCC brauche, die
> Standardkomponenten aber entweder 100VDC oder gleich 200-250VDC gerated
> sind und daher massiv teurer. Nun frage ich mich, ob ich nicht einfach 2
> Kapazitäten in Serie nehmen kann, aber da kommt das Balancing ins Spiel.
> Wie sind eure Erfahrungen mit Kapazitäten in Serie? Macht es Sinn wie im
> Anhang alle Mittelterminals mit einem Balancer zu versehen oder sollten
> jeweils 2 einen eigenen Balancer haben?
>
> Wenn ich das richtig verstanden habe, dann ist das ja eigentlich nur um
> den DC Offset zu kompensieren, im Endeffekt halten die Caps ja Vbus/2,
> solange die Spannung dynamisch schwankt, richtig? Was für balancing
> Widerstände braucht man da so, reichen die 2x470kOhm?
>
> Edit: Sehe gerade im Bild ist ein Mittelstrang nicht verbunden, bitte
> ignorieren.

Hallo,
ich denke, dein Konzept ist nicht gerade optimal. Die MLCC werden wegen 
DC-Bias im Einsatz sowieso keine 10uF haben.
Wenn es Abblock-C in deiner Schaltung sind, wäre es soweiso besser, eine 
Kombination von C zu nutzen. Also z.B. 4,7...10uF als Elko oder 
Tantal-C, dazu 100...220nF als MLCC und dann noch paar 10...22nF als 
MLCC.
Die Elkos unterdrücken langsame Störungen, die MLCC die schnellen, bis 
in den GHz-Bereich. Weil jede Bauform irgend wo im Spektrum eine 
Schwäche hat, ist es eben auch sinnvoll, die MLCC zu kombinieren.
Dazu kommt noch die Frage nach dem konkreten Layout und Lagenaufbau.
Gruß Öletronika

von Pandur S. (jetztnicht)


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Wenn man 10uF bei 150V benoetigt sollte man X7R verwenden, die halten 
den Kapazitaetswert besser bei hoeheren Spannungen. Und man sollte etwas 
weg sein von den Nennspannungen. Ich wuerd zB einen 250V Typen nehmen. 
Digikey hat grad einen : 565-4657-ND kostet um die 20 euro.

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> bei 40% der Nennspannung (also wie bei 100V von 250V) nur noch 10% der
> Nennkapazität haben.

Klingt nach einem Ersatz fuer eine Kapazitaetsdiode. :-D

Vanye

von Hp M. (nachtmix)


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Bert S. schrieb:
> Nun frage ich mich, ob ich nicht einfach 2
> Kapazitäten in Serie nehmen kann, aber da kommt das Balancing ins Spiel.

Und die Reihenschaltung hat nur die halbe Kapazität des einzelnen 
Kondensators!

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