Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Optimale Kondensatorauswahl für die Xiaomi 3-in-1 Powerbank unter 3C-Zertifizierung

— Analyse realer Messdaten der YMIN KCM-Serie

Mit der zunehmenden Verschärfung der chinesischen 3C-Pflichtzertifizierung geht es bei der Entwicklung von Powerbanks längst nicht mehr nur darum, „schnell laden zu können“. Entscheidend ist heute die optimale Balance zwischen Sicherheit, Stabilität und Effizienz.

Am Beispiel der Xiaomi 3-in-1 Powerbank analysiert dieser Artikel die technischen Herausforderungen bei der Auswahl von Hochspannungs-Glättungs-Aluminium-Elektrolytkondensatoren und zeigt die Lösung mit der YMIN KCM-Serie.

1. Probleme der ursprünglichen Kondensatorlösung

Unter PD-Schnellladebedingungen traten bei der frühen Auslegung typische Probleme auf:

• Deutliche Erwärmung des Gehäuses
• Sporadische Systemneustarts
• Ausgeprägte Sicherheitsbedenken der Nutzer („Laden nicht unbeaufsichtigt“, „Angst vor Aufblähen oder Explosion“)

Ergebnis der Teardown-Analyse:

Die ursprüngliche Kondensatorlösung wies klare Schwächen bei Ripple-Stromfestigkeit, ESR-Kontrolle und Wärmemanagement auf und war für hochfrequente, hohe Stromimpulse nicht ausreichend ausgelegt.

2. Technische Ursachenanalyse

Aus elektrischer und struktureller Sicht lassen sich die Ursachen wie folgt zusammenfassen:

1. Erhöhter ESR bei hohen Frequenzen
2. → Energieverluste werden in Wärme umgewandelt, Wirkungsgrad sinkt
3. Unzureichende Ripple-Strombelastbarkeit
4. → Starke Busspannungs-Schwankungen, Auslösung von Schutzmechanismen
5. Ungünstiges thermisches Design
6. → Wärmestau, beschleunigte Alterung
7. Zu geringe Parameter-Reserven
8. → ESR@100 kHz, Ripple-Strom und Lebensdauer @105 °C entsprechen nicht den Anforderungen hochzuverlässiger Anwendungen

3. Lösung: YMIN KCM-Serie

Die flüssigen Aluminium-Elektrolytkondensatoren der YMIN KCM-Serie sind speziell für Hochspannungs-Eingangsstufen in Schnellladeanwendungen optimiert und bieten folgende Vorteile:

• Hohe Kapazitätsdichte
• 8×18 mm: 27 µF / 400 V
• 10×19 mm: 39 µF / 400 V
• Sehr niedriger ESR
• Gemessener ESR < 30 mΩ zur effektiven Unterdrückung von Ripple-Störungen
• Hohe Ripple-Stromfestigkeit
• ≥ 2 A @105 °C / 100 kHz
• Lange Lebensdauer
• 105 °C / 3000 h mit < 10 % Kapazitätsverlust

4. Messdatenvergleich und Fertigungsvorteile

Im direkten Vergleich mit Wettbewerbsprodukten gleicher Baugröße und Spannung zeigt YMIN klare Vorteile:

Energiedichte

• 8×16 mm: 400 V 22 µF vs. Wettbewerber 15 µF (+ ca. 18,5 %)
• 8×18 mm: 400 V 27 µF deutlich höher als 22 µF der Konkurrenz

Maßhaltigkeit

• Reale Abmessungen näher an den Nennwerten

Materialqualität & Zuverlässigkeit

• Aluminiumfolie: 540–560 V Spannungsfestigkeit (Wettbewerber: 490–510 V)
• Anschlussdraht: 0,6 mm (Wettbewerber: 0,5 mm)

Struktur & Prozess

• Nicht-negative Außenwicklung, Isolierpapier im Gehäuse, vollständige Bandisolierung
• Höherer Schutzgrad gegenüber Lösungen mit negativer Außenwicklung ohne Innenisolierung

5. Typische Anwendungen und empfohlene Typen

Geeignet für Stromversorgungen mit hoher Leistungsdichte und hohen Sicherheitsanforderungen, insbesondere:

• PD-Schnellladegeräte
• 3-in-1 Powerbanks
• Kfz-Ladegeräte
• Hochleistungs-Netzteile für Consumer-Elektronik

Empfohlene Typen:

• KCM 400V 27 µF 8×18 mm
• KCM 400V 39 µF 10×19 mm

Fazit

Unter dem steigenden Druck von 3C-Zertifizierung und immer höheren Schnellladeleistungen ist die Kondensatorauswahl zu einem zentralen Faktor für die Sicherheit von Powerbanks geworden.

Die YMIN KCM-Serie bietet mit hoher Kapazitätsdichte, niedrigem ESR, hoher Ripple-Stromfestigkeit und robuster Fertigungsqualität eine praxisbewährte und messbar zuverlässige Lösung für Hochspannungs-Eingangsstufen.

YMIN steht nicht nur für ein Bauteil, sondern für eine verifizierbare, ingenieurstaugliche Gesamtlösung.

Fragen und Antworten zur YMIN KCM-Serie für Xiaomi 3-in-1 Powerbank

1. Warum ist die Kondensatorauswahl bei 3C-zertifizierten Powerbanks wichtig?

• 3C-zertifizierte Powerbanks müssen Sicherheit, Stabilität und Effizienz gewährleisten, nicht nur schnelles Laden.

2. Welche Probleme traten bei der ursprünglichen Kondensatorlösung auf?

• Gehäuse erhitzt sich stark
• Systemneustarts
• Sicherheitsbedenken der Nutzer (z. B. Angst vor Aufblähen oder Explosion)

3. Was sind die technischen Ursachen für diese Probleme?

• Hoher ESR bei hohen Frequenzen → Energieverlust in Wärme
• Unzureichende Ripple-Stromfestigkeit → Schutzmechanismen lösen aus
• Schlechtes Wärmemanagement → Temperaturanstieg
• Wichtige Parameter wie ESR@100kHz, Ripple-Strom, Lebensdauer bei 105 °C nicht ausreichend

4. Welche Vorteile bietet die YMIN KCM-Serie?

• Hohe Kapazitätsdichte: 8×18 mm = 27 µF/400 V, 10×19 mm = 39 µF/400 V
• Sehr niedriger ESR <30 mΩ
• Hohe Ripple-Stromfestigkeit ≥2 A@105 °C/100 kHz
• Lange Lebensdauer: <10 % Kapazitätsverlust nach 105 °C/3000 h

5. Wie schneidet YMIN im Vergleich zu Wettbewerbern ab?

• Höhere Energiedichte bei gleicher Größe
• Genauere Abmessungen
• Höhere Spannungsfestigkeit (540–560 V vs. 490–510 V)
• Größerer Drahtdurchmesser (0,6 mm vs. 0,5 mm)
• Bessere Schutzstruktur: nicht-negative Außenwicklung + Isolierpapier + Vollband

6. Für welche Anwendungen ist die KCM-Serie besonders geeignet?

• PD-Schnellladegeräte
• 3-in-1 Powerbanks
• Kfz-Ladegeräte
• Hochleistungs-Netzteile für Consumer-Elektronik

7. Welche Modelle werden empfohlen?

• KCM 400 V 27 µF 8×18
• KCM 400 V 39 µF 10×19

8. Was ist das Fazit?

• YMIN KCM-Serie bietet sichere, effiziente und langlebige Lösungen für Hochspannungs-Eingangsstufen von Powerbanks unter 3C-Zertifizierung.

Quellenlink: https://www.ymin.cn/news/how-does-xiaomis-3-in-1-power-bank-achieve-optimal-capacitor-selection-under-3c-certification-ymin-kcm-series-test-data-revealed/

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

Kontakt: ymin-sale@ymin.com