Hallo!
1.) Was in dreiteufelsnamen sind ESR-Kondensatoren, das heißt für was steht die Abkürzung und für welche Anwendung setzt man sie ein?
2.) Blockkondensatoren von oder bis ca. 100 nF setzt man an ICs ein, aber was für Kondensatortypen stecken dahinter?
3.) Gleiche Frage wie 2.), jedoch zu Stützkondensatoren von bis zu 10 µF.
Vielen Dank für Antworten oder Links im Internet!
Gruß Franz
Hallo Franz,
1.) Was in dreiteufelsnamen sind ESR-Kondensatoren, das heißt
für was steht die Abkürzung und für welche Anwendung setzt man
sie ein?
Du meinst sicher Low-ESR-Capacitors. ESR bedeutet Equivalent Series Resistance. Auf deutsch Kondensatoren, meistens Elkos, mit niedrigem Innenwiderstand. Die benutzt man vorwiegend für Schaltnetzteile und andere Leistungselektronik.
2.) Blockkondensatoren von oder bis ca. 100 nF setzt man an
ICs ein, aber was für Kondensatortypen stecken dahinter?
Das sind Vielschicht-Keramikkondensatoren. Kleine Bauform bei hoher Kapazität und niedrigem ESR bei hohen Frequenzen. Alle anderen qualitativen Eigenschaften sind eher schlecht.
3.) Gleiche Frage wie 2.), jedoch zu Stützkondensatoren von
bis zu 10 µF.
Gleiche Antwort wie 2.) Bei Kapazitäten über 1 µF nimmt man gerne eine Parallelschaltung aus einem Keramikkondensator und einem Elko. Damit verbindet man den niedrigen ESR des Kondensators mit der hohen Kapazität des Elkos.
Jörg
Hallo,
wie Jörg schon erklärte, sollte man die jeweils guten und
schlechten Eigenschaften verschiedener Arten von Block- bzw. Stütz-Kondensatoren so kombinieren, daß eine möglichst optimale
Entstörwirkung erziehlt wird.
Dazu muß man wissen, daß jeder Kondensator irgendwo einen
Frequenzbereich hat, in dem er eher wie ein Schwingkreis wirkt
(hohe Serienimpedanz) und somit relativ unwirksam iat.
Bei Elkos ist die Sache rel. klar. Aufgrund ihres Aufbaus mit
einem Elektrolyt und der daraus resultierenden geringen
Beweglichkeit der Ladungsträger sind die sowieso recht langsam.
Ab einer bestimmten Frequenz nimmt die Kapazität rasant ab.
Außerdem haben alle gewickelten Kondensatoren eine rel. hohe
Induktivität (auch nicht gut bei hohen Frequenzen).
Dagegen sind sogenante Vielschichtkondensatoren extra so gebaut,
daß sie eine sehr geringe Induktivität haben.
Zwischen normalen Elkos und den Vielschichtkondensatoren sind
die Tantal-Elkos noch recht interessant. Die haben bei rel.
hohen Kap. noch ganz gute HF-Eigenschaften. Auch der Leckstrom
(das ist nun wieder ein ganz anderer Parameter für Kond.)
ist viel kleiner alös bei normalen Elkos.
Noch ein kleiner Praxistip:
Zum Entstören und Stabilisieren (Blocken) der Betriebsspannung
verwende ich eine Kombination aus Elkos (ab 100u je nach
Stromaufnahme), dann Tantal-C’s (1…33u) und
100nF sowie 10nF für die sehr hohen Frequenzen.
Wie gesagt, haben auch die üblichen 100nF-Kond. irgendwo eine
Resonanz, so daß eine Komb. mit mind.einem anderen Wert ganz
zweckmäßig ist.
Bei Elkos ist darauf zu achten, daß die für Anwendungen mit
dauerhafter Impulsstrombelastung ensprechend „schaltfest“ sein
müssen.
Das ganze ist natürlich nicht ganz billig und bei großen
Stückzahlen mit niedrigen Herstellkosten muß dann sicher
optimiert werden aber der Schaden ist viel größer, wenn
Schaltungen akute EMV-Probleme haben, weil an BE gespart wurde.
Gruß Uwi
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Nachtrag
2.) Blockkondensatoren von oder bis ca. 100 nF setzt man an
ICs ein, aber was für Kondensatortypen stecken dahinter?
Das ist zwar prinzipiell nicht verkehrt, aber bei
Layouts mit internen Powerplanes (üblich mind. 4 Ebenen),
spielen auch andere Faktoren einen Rolle. Da ist es nicht mehr
unbedingt nötig, immer dicht neben jeden IC zu blocken.
Die Powerplanes wirken auch als Block-C und haben auch
gewisse HF-Eigenschaften ( als Wellenleiter). Bei solchen
Layouts, mit Powerplanes bzw. Masseflächen kommt es darauf an,
daß diese Flächen nicht zerklüftet werden (müssen
zusammenhängend sein).
3.) Gleiche Frage wie 2.), jedoch zu Stützkondensatoren von
bis zu 10 µF.
-> siehe Tantal-C