Folienkondensator 101: Eigenschaften, Aufbau und praktische Anwendungen

Sie sind DIY-Enthusiast mit Faible für Elektronik? Dann ist das Verständnis von Kondensatoren essenziell für den korrekten Einsatz. Kondensatoren sind unverzichtbare passive Bauelemente in zahlreichen Schaltungen.

Dieser Artikel behandelt den nicht-polarisierten Kondensator, der Vielseitigkeit und Kosteneffizienz vereint: den Folienkondensator.

Sie kennen ihn vielleicht als Mylar- oder Polyesterkondensator – darauf gehen wir später ein. Wir erklären: Was ist es? Wie funktioniert er? Anwendungen und mehr.

Los geht's!

Was ist ein Folienkondensator?

Ein Folienkondensator (nicht-polarisiert) nutzt dünne Kunststofffolien als Dielektrikum zur Energiespeicherung. Da die Folien manchmal metallisiert werden, heißt er auch Metallschichtkondensator.

Die Kunststofffolien liegen oft in Lagen (rechteckig oder bonbonförmig). Verfügbare Dielektrika: PTFE (Polytetrafluorethylen), PET (Polyethylenterephthalat), PP (Polypropylen), PPS (Polyphenylensulfid).

Vorteile:

1. Kein schneller Verschleiß → ideal für Hochfrequenz- und Hochspannungsanwendungen
2. Hervorragende Frequenzkennwerte durch geringen Verzerrungsfaktor → auch als Motorkondensatoren und AC-Kondensatoren einsetzbar

Merkmale des Folienkondensators

Unpolarisiert, keine negativen Temperaturkoeffizienten. Einsetzbar für Netzteile und AC-Signale in Hochleistungs- und Industrieanwendungen.

Hohe Kapazitätsgenauigkeit mit hoher Stromimpulsfestigkeit – Werte bleiben länger stabil als bei anderen Typen mit Schwachstellen.

Geringe Ausfallrate, niedrige Eigeninduktivität, Verlustfaktor und ESR (Equivalent Series Resistance).

Spezielle Schraubanschlüsse und kompakte Abmessungen ermöglichen hohe Ströme.

Für Anlaufkondensatoren mit über 200 VA Kapazität geeignet. Lange Betriebs- und Lagerlebensdauer, kein schlechter Leistungsfaktor.

Durch Metall-/Metallfolien-Elektroden auch hohe Stoßstromimpulse möglich.

Spannungsbereich: 50 V bis 2 kV für diverse Impulsbelastungen.

Folienkondensator-Symbol

Aufbau von Folienkondensatoren

Aufbau-Diagramm

Schritt 1: Dünne Kunststofffolie (ggf. mit zusätzlicher Lage) beschaffen. Die Dicke bestimmt Kapazitätswert und Elektrodenabstand. Geringere Viskosität → kleinerer Abstand → höhere Kapazität.

Typischer Kapazitätsbereich: 1 nF bis 30 µF. Nach Auswahl nach Durchbruchspannung und Kapazität: Folie metallisieren (Zink oder Aluminium) → „Mother Roll“ fertigen (Folien mit Aluminiumfolien verschachteln).

Rollen durchlaufen Prozesse: Planen, Schneiden, Wickeln → gewünschte Größe, elektrische Eigenschaften, rechteckige Form.

Vorbauende Elektroden der Schoopage (Metallisierungsprozess) unterziehen: Schutzschicht aus flüssigem Metall (Zinn, Zink, Aluminium) → hohe Temperaturbeständigkeit.

Kanten der Wicklung mit Druckluft besprühen und Spannung anlegen → Defekte an Elektrodenoberfläche ausbrennen.

Feuchtigkeitsschutz: Imprägnieren mit Isolierflüssigkeit (z. B. Silikonöl).

Wicklung an metallische Anschlüsse löten → weitere Sicherheitsbeschichtung → in externes Gehäuse oder Schutzlack tauchen.

Wie funktioniert der Folienkondensator?

Wie jeder Kondensator: Elektroden speichern Ladung und Energie. Zusammen mit Drosseln bilden sie LC-Schwingkreise.

Test: Multimeter auf Ohm (10 kΩ bis 1 MΩ) einstellen. Messspitzen an Kondensatoranschlüsse (schwarz an negativ, rot an positiv). Anzeige sollte von 0 langsam Richtung Unendlich laufen.

Polarität erkennen: Kürzerer Anschluss = Kathode (–), längerer = Anode (+).

Folienkondensator-Symbol

Unterschiede: Folienkondensator vs. andere Kunststoff-Folien-Dielektrika

Überblick über Folienkondensatoren nach Dielektrikum:

Polyesterkondensator (Mylar)

Mylar- oder Polyesterkondensator

Weit verbreitetes Dielektrikum. Hohe Dielektrizitätskonstante (vs. Polypropylen) → kleine Baugrößen. Auch als Mylar-Kondensator bekannt. Günstig, gute Selbstheilung.

Nachteil: Höhere Verluste bei hohen Temperaturen. Bei Temperaturgrenzen bis zu 5 % Kapazitätsänderung → nicht ideal für Präzisionskondensatoren.

Polycarbonatkondensator

Für Hochtemperaturanwendungen. Dielektrizitätskonstante ~2,7. Nicht immer verfügbar, aber gute elektrische Eigenschaften über weiten Temperaturbereich, geringer Verlust.

Polystyrolkondensator

Niedrige Dielektrizitätskonstante → hohe Stabilität, typische Kapazitätsanwendungen. Verhindert Kapazitätsdrift über Temperatur (-55 °C bis +85 °C).

Kapton (Polyimid) Kondensator

Für Hochtemperaturanwendungen (Dielektrizitätskonstante ~3,4). Metallisierte Versionen: schlechte Selbstheilung.

PTFE-Kondensator

Niedrigverlust, hohe Stabilität. Kleine Baugrößen möglich. Nicht für Hochtemperatur geeignet. Geringe Kapazitätswerte, relativ teuer.

PPS-Kondensator

PP-Folienkondensatoren

Ideal für Präzisionskondensatoren dank hervorragender Temperaturkennwerte. Ähnliche Durchbruchfestigkeit und Dielektrizitätskonstante wie Polycarbonat → austauschbar. Hohe Selbstheilung.

Welche Folienkondensator-Typen gibt es?

Zwei Hauptbauarten:

1. Metallisierte Folienkondensatoren

Metallisierter Folienkondensator

Dielektrikum: zwei metallisierte Folien + Kunststofffolie. Elektrode: vakuumaufgedampftes Aluminium (~0,03 µm) auf einer oder beiden Seiten.

Bei Kurzschluss zwischen Elektroden kann Bauteil intakt bleiben. Nachteil: begrenzter Stoßstrom. Vorteil: fehlerfreie Qualitätsproduktion.

2. Folien-/Folienkondensatoren (Foil Capacitors)

Folie/Folien-Kondensator

Dielektrikum: zwei Kunststofffolien. Jede Elektrode hat Metallfolie (meist Aluminium). Einfache elektrische Anbindung, hohe Stoßstromfestigkeit.

Induktiver Folien-/Folienkondensator

Unterschied zu Elektrolyt- und Keramikkondensatoren

Alle drei haben unterschiedliche Dielektrika → unterschiedliche Leistung.

• Folienkondensatoren: breiter Kapazitätsbereich. Elektrolyt- & Keramikkondensatoren: niedriger Verzerrungsfaktor → ideal für niedrige Kapazitäten.
• Folienkondensatoren: dünne bipolare Kunststofffolien. Keramik: bipolare Keramikfolien. Elektrolyt: polare Oxidschichten.
• Folienkondensatoren: lange Alterungszeit → ideal für Hochspannung/Hochfrequenz. Keramik/Elektrolyt: kürzere Alterung.

Anwendungen des Folienkondensators

• Audio-Weichen (Crossovers)
• A/D-Wandler
• Pulslaser
• Leistungselektronik
• Sicherheitskondensatoren (X/Y-Klassen)
• Röntgenblitze
• Snubber-Kondensatoren
• Störunterdrückung (EMI)
• Spannungsglättung

Fazit

Der Folienkondensator ist ein nicht-polarisiertes Bauteil mit überlegenen Eigenschaften: ideal für Netz- und AC-Anwendungen, hohe Kapazitätsgenauigkeit, lange Alterungszeit.

Perfekte Wahl für zuverlässige Hochspannungsanwendungen. Benötigen Sie weitere Hilfe? Kontaktieren Sie uns!