Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Die Entwicklung von Electronic Speed Controllern (ESCs) für Drohnen stellt Konstrukteure vor mehrere Herausforderungen – insbesondere bei der Handhabung hoher Einschaltströme sowie bei der Sicherstellung einer stabilen Spannungsversorgung innerhalb kompakter Leiterplattenlayouts. Unter hochfrequenten Schaltbedingungen können herkömmliche Kondensatoren mit Stromspitzen oder kontinuierlich hohen Welligkeitsströmen überlastet werden, was zu übermäßiger Erwärmung, Kapazitätsverlust oder gar Ausfall führt. Leistungsstärkere Kondensatoren sind zwar verfügbar, weisen jedoch oft eine zu große Bauform auf. Flüssige Aluminium-Elektrolytkondensatoren mit optimierter Struktur und fortschrittlichem Elektrolytsystem haben sich als praxistaugliche Lösung etabliert.

Die LKM-Serie von YMIN repräsentiert diese Kondensatorgeneration und bietet mehrere technische Vorteile für den Einsatz in ESC-Anwendungen:

1. Optimierte Fähigkeit zur Bewältigung von Einschaltströmen

Die LKM-Serie nutzt speziell entwickelte Elektrodenfolien und Elektrolyte, um einen niedrigen ESR (Equivalent Series Resistance) zu erzielen – ein entscheidender Parameter zur Absorption hoher Einschaltströme. Beim Start oder bei schnellen Lastwechseln treten Stromspitzen auf, die herkömmliche Kondensatoren thermisch oder elektrisch überfordern. Durch verbesserte Selbstheilungsmechanismen und optimierte Wärmeableitung bietet die LKM-Serie hohe Belastbarkeit bei häufigem PWM-Schalten in Multirotor-Systemen.

2. Hochfrequenz-Filterung und Spannungsstabilisierung

In ESC-Schaltungen mit Schaltfrequenzen von mehreren 10 kHz bis hin zu 100 kHz müssen Eingangskondensatoren nicht nur Welligkeitsströme verkraften, sondern auch Spannungsspitzen dämpfen und die Versorgungsspannung stabilisieren. Die LKM-Serie bietet ein gutes Frequenzverhalten bei gleichzeitig niedriger ESL (Equivalent Series Inductance) und eignet sich daher für LC-Filterkonzepte in Kombination mit Keramikkondensatoren. Der hohe CV-Wert (Kapazität-Spannungs-Produkt) ermöglicht kompakte Designs mit reduzierter Bauteilanzahl.

3. Kompakte Bauformen für dichte Layouts

ESCs in Drohnen verwenden typischerweise 20×20 mm- oder 30×30 mm-Leiterplatten. Daher ist die Bauteilauswahl oft ein Kompromiss zwischen elektrischer Leistung und Platzbedarf. Die LKM-Serie ist in kompakten Gehäusen wie φ6,3×7,7 mm und φ8×11,5 mm verfügbar, deckt einen Kapazitätsbereich von 47 μF bis 680 μF sowie Spannungen von 16 V bis 63 V ab – passend für 3- bis 6-Zellen-LiPo-Systeme. Dies ermöglicht eine flexible Auslegung für unterschiedliche Leistungsstufen.

4. Zuverlässigkeit unter thermischer Belastung

In thermisch anspruchsvollen Betriebsbedingungen wie längeren Flugphasen oder dynamischen Laständerungen ist eine stabile Kondensatorleistung entscheidend. Die LKM-Serie ist für 2.000 bis 5.000 Betriebsstunden bei 105 °C ausgelegt, wellenlötfähig und mechanisch robust – ideal für vibrationsbelastete Anwendungen in der Luftfahrttechnik.

Fazit

Die Auswahl geeigneter Elektrolytkondensatoren ist entscheidend für die Systemstabilität, EMV und Lebensdauer von ESCs in Drohnen. Die LKM-Serie flüssiger Aluminium-Elektrolytkondensatoren bietet eine ausgewogene Lösung hinsichtlich Einschaltstromverhalten, Filterleistung und Baugröße. Entwicklern wird empfohlen, die LKM-Serie gezielt in LC-Filtern oder DC-Link-Pufferstufen einzusetzen und deren Verhalten unter realistischen Lastprofilen zu verifizieren.

Quellenlink: https://www.ymin.cn/news/empowering-drone-escs-liquid-aluminum-electrolytic-capacitor-lkm-solves-esc-surge-current-and-space-challenges/

Autor: Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. （https://www.ymin.cn/)

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