Was sind Kondensatoren und wie funktionieren sie?

Was sind Kondensatoren und wie funktionieren sie?

Kondensatoren finden in unzähligen elektrischen und elektronischen Schaltkreisen ihren Einsatz. Sie dienen unter anderem als elektrische Energiespeicher in Form eines Zwischenkreiskondensators in Frequenzumrichtern, als Speicherkondensator, werden als Abblockkondensator eingesetzt oder laden Blitzlichter und Defibrillatoren auf.

So gibt es sie als Tantal-Kondensator, Elektrolytkondensator (Elkos), Folien-Kondensator, Keramik-Kondensator, Vielschicht-Kondensator und vieles mehr.

Erhältlich sind sie als THT und als SMT Kondensatoren. Wobei die Bauform SMT in der heutigen Zeit überwiegt – sind sie doch wesentlich kleiner in ihrer Bauform und folglich in Handys, Tablets, Computer und sonstiger Elektronik zu finden.

Die Bezeichnung „SMT“ steht für: „Surface Mounted Technology“. Ins Deutsche übersetzt bedeutet dies „oberflächenmontiertes Bauelement“ oder Oberflächenmontage, was sich wiederum auf die Bestückung der Baugruppe bezieht.

Die Bezeichnung „SMD“ wird oft in demselben Kontext wie SMT gebracht, wobei SMD „Surface Mounted Device“ bedeutet.

Folglich ist SMT die Technologie und SMD ist die Art des Bauteils. Wie auch immer wird dieses Bauteil auf der Oberfläche einer Platine (PCB) bestückt.

Die Bezeichnung THT steht für „Through Hole Technology“, was ins Deutsche übersetzt „Durchsteckmontage“ bedeutet. Diese Technik oder auch Art des Bauteils wird durch die Baugruppe / Platine gesteckt und auf der anderen Seite verlötet. THT Bauteile werden auch als „bedrahtete“ Bauteile bezeichnet, da sie über „Drähte“ als Kontakte verfügen.

Leiterkarten werden nicht selten gemischt bestückt – so befinden sich sowohl SMT (SMD) als auch THT Bauteile auf einer Baugruppe. Ebenso wird aufgrund der Geräte, die heutzutage sehr klein sein sollen, auch beidseitig bestückt. So befinden sich nicht selten 2000 Bauteile auf einer Eurokarte. Die Verbindungen der einzelnen Anschlüsse der Bauteile werden durch Multilayer hergestellt, da es bei dieser Anzahl von Verbindungen nicht möglich ist, alle Leiterbahnen lediglich auf der Ober- und Unterseite zu entflechten. So können bis zu 56 Lagen in einer Leiterkarte untergebrachte werden.

Ein THT-Kondensator wird, je nachdem, welche Leistung erforderlich ist, ebenfalls erfolgreich eingesetzt. So wird ein Kondensator in Form von THT dazu verwendet, Blitzlichter aufzuladen. Nach deren Aufladung können sie bei der „blitzartigen“ Entladung über 600 Volt erzeugen. Dies gilt auch für Defibrillatoren, die eine Schockenergie von 30 Joule und eine Spannung von 650 bis 800 Volt aufweisen – all dies wird lediglich durch eine beispielsweise 3,5-Volt-Batteriespannung erzielt, wobei Modelle zum Einsatz kommen, die über einer Kapazität zwischen 100uF bis 170uF verfügen.

Sollte nun die Frage aufkommen, ob ein THT-Kondensator anstatt eines SMD-Kondensators eingesetzt werden kann, so lautet die Antwort „ja“!

Beachtet werden müssen natürlich einige „Dinge“. Sollten Sie als Beispiel einen Kondensator der Bauform SMD mit einem Wert von 1µF/35V tauschen müssen, so kann der gleiche Wert auch als THT-Kondensator gewählt werden. Dies sollte jedoch nur zu tragen kommen, wenn Sie das originale Bauteil nicht erhalten können. Der Grund liegt nicht darin, dass das THT-Bauteil schlechter ist – es liegt an den SMD-Pads auf der Baugruppe und den Platz, den Sie zum Verlöten haben. Sie müssen folglich die THT-Anschlüsse des Kondensators auf das SMD-Pad anpassen – also etwas biegen.

Sogar die Lebensdauer des Bauteils oder der kompletten Baugruppe werden Sie dadurch nicht beeinträchtigen. Sorgen Sie lediglich dafür, dass das Gehäuse des bedrahteten Kondensators keinen Kontakt mit den Pads hat, da das Rastermaß der Pads anders ist als die der Lötaugen (Durchbohrungen / Löthülsen) des THT-Kondensators. Um einen THT-Kondensator auf Abstand zur Platine zu halten, gibt es jedoch auch Abstandshalter, die speziell dazu entwickelt wurden.

Das gleiche Prinzip kann auch im umgekehrten Fall erfolgen. SMD-Kondensatoren können auch an den Lötaugen (Löthülsen) des THT-Kondensators aufgelötet werden. Hier gibt es jedoch nichts zu biegen – Sie müssen lediglich etwas „kreativer“ sein und das SMD-Bauteil eventuell im 45° Winkel an einer Seite auf die Leiterkarte verlöten und die andere Seite mit einem Fädeldraht oder vergleichbarem verlängern.

Hier liegt der Grund ebenfalls in den vielen unterschiedlichen Größen, die es sodann in SMD gibt.

Sollten Sie also aus Testzwecken oder aus der Not heraus von SMD auf THT zugreifen müssen, können Sie das unter der oben genannten Voraussetzung machen – etwas Erfahrung im Löten und im Umgang mit den Bauteilen sollte jedoch vorhanden sein.

Was Sie nicht machen können, ist, dass Sie bei einer Maschinenbestückung (SMD- oder THT-Vollautomaten) genau das gegenteilige Bauteil damit bestücken möchten. Die Gurtzuführungen und die Werkzeuge der Maschinen sind nicht dazu geschaffen, SMD für THT oder umgekehrt zu bestücken – dies kann sodann lediglich manuell erfolgen.

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