[Rumgucker]

Es wird ja oft im Internet gezeigt, dass große Elkos mit kleinen Keramikkondensatoren geblockt werden. Man erhofft sich so, dass der kleine parallele Keramikkondensator den Elko bei hochfrequenten Stromentnahmen unterstützt.

Leider ist das Leben nicht so simpel. Jeder Kondensator beinhaltet Zuleitungsdrähte und Übergangswiderstände, die die parasitären Elemente ESL und ESR bestimmen:

[Bild: 230px-Elko-Ersatzschaltbild-Wiki-07-02-08.svg.png]

Ein Kondensator ist ein Serienresonanzkreis. Jeder kennt die DB-Impedanzkurven, die bei einer bestimmten Frequenz ihr Minimum erreichen (das hier im Forum beschriebene ESR-Messgerät basiert auf diesem Effekt).

Wenn man zwei ungleiche Kondis parallel schaltet, so bildet sich ein Parallelresonanzkreis!

Oben der Frequenzgang einer derartiger Parallelschaltung. Und unten ein einfacher Kondensator



Bei 500kHz resoniert das System und wird hochohmig, kann also nicht mehr den Wechselstrom ableiten.

Messen wir einfach mal in der Praxis..... Wobbelgenerator am Testobjekt:



Zur Verdeutlichung hab ich die Anschlussdrähte zum 2200uF-Elko extra noch verlängert und schön geschwungen, so dass man unschwer ESL schon mit dem bloßen Auge erkennen kann



Gespeist wird aus 50 Ohm Generator und 100 Ohm Wirkwiderstand.

Hier sieht man den kleinen 1uF-SMD Kondensator.



Der Oszi tastet parallel zum 1uF folgendes ab:



Links ist 1Hz, rechts ist 1,2MHz. Die Frequenzskala ist linear, also 100kHz/cm. Der Kreis aus 1uF und ESL resoniert sehr kräftig bei 250kHz.

Rechnen wir kurz nach

ESL = (1 / (2 pi 250kHz))² / 1 uF = 400nH. Glaubhaft.


Die Güte wird vom Quellwiderstand beeinflusst. Den hatte ich mit 150 Ohm angesetzt (50 Ohm Generator + 100 Ohm diskret). Der ESR des Elkos wurde mit 30mOhm gemessen.

In der Praxis kann der Quellwiderstand in den stromfreien Phasen des vorgeschalteten Gleichrichters unendlich sein! Dann bleiben wirklich nur noch die 30mOhm des Elkos, die die Güte mindern.

Um das zu zeigen, hab ich die real gemessenen Werte zurück in die Simulation übertragen und mit unendlichem Quellwiderstand gewobbelt:



Die Güte des ESL/1uF-Kreises ist also ganz außergewöhnlich hoch! Das muss auch so sein, denn 30mOhm sind ein sehr geringer Dämpfungswiderstand.


Was übrigens sehr sinnvoll ist, ist die Parallelschaltung gleichartiger Kondis! Bei zwei Stück halbiert sich ESL und ESR, so dass zwei 500uF meist besser sind als ein 1000uF-Kondi.




Kurzum: Finger weg von der Parallelschaltung ungleicher Kondensatoren in Energieschaltungen.