Was ist ein Polymerkondensator?
Ein Polymerkondensator ist eine Art Elektrolytkondensator mit einem festen Ionenleiter anstelle eines flüssigen Elektrolyten. Kondensatoren sind elektrische Speichervorrichtungen, die üblicherweise aus zwei metallischen Leitern bestehen. Elektrolytkondensatoren ersetzen einen oder beide Leiter durch eine Elektrolytlösung. In einem Polymerkondensator ist der Elektrolyt Papier, das anstelle einer Flüssigkeit mit organischen Halbleiterkristallen imprägniert ist. Der Festelektrolyt ermöglicht eine schnellere Entladerate und eine bessere Reaktion auf Stromschwankungen.
Die Verwendung eines Elektrolyten als Leiter ermöglicht es Elektrolytkondensatoren, eine größere Ladung in einer Vorrichtung mit kleinerem Volumen zu halten. Dies macht sie besonders für den Einsatz in Netzfiltern geeignet, in denen die zur Minderung von Leistungsschwankungen erforderliche Ladung gespeichert wird. Die Verwendung eines Festelektrolyten im Polymerkondensator ermöglicht eine weitere Verringerung der Größe bei gleichzeitiger Erhöhung der Leistung und Haltbarkeit.
Theoretisch hätte ein perfekter Kondensator einen äquivalenten Serienwiderstand (ESR) von Null. Es würde keinen elektrischen Widerstand von irgendwelchen seiner Komponenten geben und keine der damit verbundenen Wärmestau. Ein Polymerkondensator hat typischerweise eine niedrigere ESR-Bewertung, die über einen größeren Temperaturbereich stabil bleibt als bei anderen elektrolytischen Konstruktionen. Niedrigere ESR-Werte ermöglichen eine schnellere Reaktion auf größere Stromübergänge
Stromversorgungen mit Wechselstromeingang (AC) unterliegen häufig einer periodischen Schwankung des Gleichstromausgangs (Ripple). Einige Stromversorgungssysteme, wie die für Computer-Motherboards verwendeten, setzen Kondensatoren einer starken Belastung durch Welligkeitsströme aus. Polymerkondensatoren sind weitaus widerstandsfähiger gegen diese Beanspruchung und haben eine längere Lebensdauer.
Der Metallleiter eines Polymerkondensators besteht üblicherweise aus dünner Aluminiumfolie. Ein Aluminiumoxiddielektrikum wird durch einen als Anodisierung bezeichneten elektrochemischen Prozess auf die Folie geschichtet. Die Folie mit der dielektrischen Schicht bildet die Anode oder den Eintrittsweg für einen elektrischen Strom. Eine mit Elektrolyt imprägnierte Separatorfolie und eine nicht isolierte Folienlänge bilden die Kathode oder den Pfadausgang für einen elektrischen Strom.
Die effektive Oberfläche der Folienelemente in einem Aluminiumpolymerkondensator wird durch Ätzen vergrößert, bevor das Aluminiumoxiddielektrikum erzeugt wird. Mit einem organischen Halbleiter oder einem leitfähigen Polymer imprägniertes Papier trennt die Anoden- und die Kathodenfolie. Die Schichtelemente werden zu einer Spule gerollt, mit Steckern versehen und in einer Aluminiumhülse versiegelt.
Polymerkondensatoren sind viel teurer als Nasselektrolyse. Sie werden in der Regel in kleinen Niederspannungsversionen für Geräte wie Mobiltelefone, Grafikkarten und High-End-Server-Motherboards hergestellt. Ihre spezielle Verwendung erschwert die Suche nach Polymerkondensatoren, da sie nur von relativ wenigen verbraucherorientierten Händlern vorrätig gehalten werden.