TDK UHV/FHV-Alternative: HVC-Schraubklemmenkondensator

Verbesserung der Resilienz der Lieferkette: Die strategischen Argumente für HVC im Vergleich zu TDK

Executive Summary

Bei der Entwicklung von Hochspannungselektroniksystemen ist die Versorgungssicherheit von Komponenten ebenso wichtig geworden wie die elektrische Leistungsfähigkeit. Seit Murata 2018 die Einstellung der Produktion von HV-Schraubanschlusskondensatoren ankündigte, ist der chinesische Markt stark von TDK abhängig geworden – doch die jüngsten geopolitischen Turbulenzen haben die Anfälligkeit einer Strategie mit nur einem Lieferanten offengelegt.

In diesem Beitrag wird untersucht, wie HVC durch das keramische Material N4700 Klasse 1, die Kupferelektrodentechnologie und ein flexibles Lieferkettenmanagement eine direkte Ersatzlösung für die Bereiche medizinische Bildgebung, industrielle Leistungselektronik und wissenschaftliche Testverfahren bietet und gleichzeitig Kostenoptimierung und Lieferzeitverkürzung erreicht.

1. Markthintergrund: Die „doppelte Herausforderung“ von Hochspannungs-Keramikkondensatoren

1.1 Technische Schwelle: Harte Anforderungen an Hochspannungskondensatoren

Keramikkondensatoren mit Hochspannungs-Schraubklemmen sind kritische passive Bauteile in CT-Scannern, Röntgengeneratoren, Leistungstransformatoren und Lasernetzteilen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kondensatoren müssen sie unter Zehntausenden von Volt absolute physikalische und chemische Stabilität gewährleisten.

• Zuverlässigkeit ohne ÜberschlägeKein Oberflächenüberschlag oder interne Teilentladung unterhalb von einigen zehn kV.
• Extrem niedriger VerlustfaktorDer DF-Wert muss unter 0.002 liegen, da es sonst durch die Selbsterhitzung unter Hochfrequenzimpulsen zu einem thermischen Durchgehen kommt.
• LangzeitstabilitätKapazitätsdrift und IR-Verschlechterung unter anhaltender Hochspannungsvorspannung müssen innerhalb zulässiger Grenzen bleiben.

1.2 Lieferkettenkrise: Doppeltes Risiko durch Muratas Ausstieg und die Abhängigkeit von TDK

Der Markt für Keramik-Hochspannungskondensatoren hat zwei große Erschütterungen erlebt:

• Erste Welle (2018)Murata stellte die Produktion von Hochspannungs-Schraubkondensatoren ein, wodurch viele Kunden gezwungen waren, Alternativen zu finden. TDK konnte zwar Marktanteile gewinnen, doch die angebotenen Ersatzprodukte waren ungenau – beispielsweise wurde ein 15-kV-7000-pF-Y5S-Kondensator anstelle des Murata-15-kV-5300-pF-N4700-Kondensators verwendet, was zu einer Fehlanpassung von Kapazität und Material führte.
• Zweite Welle (2025-heute)Die geopolitischen Spannungen zwischen China und Japan haben weit verbreitete Bedenken hinsichtlich der Lieferkettensicherheit japanischer Komponenten hervorgerufen. Die Standardlieferzeiten von TDK haben sich auf 12–16 Wochen verlängert, bei kundenspezifischen Produkten sogar auf 20–24 Wochen, was den Produktionshochlauf erheblich behindert.

Die Mission von HVCUm Kunden dabei zu helfen, die Kontrolle über ihre Lieferkette zurückzuerlangen, indem elektrisch passende und physikalisch kompatible Ersatzalternativen angeboten werden.

2. Technischer Detaileinblick: Warum HVC der Aufgabe gewachsen ist

HVC stellt nicht nur Keramikkondensatoren her – das Unternehmen hat technologische Durchbrüche in der Materialwissenschaft erzielt, die internationalen Standards entsprechen.

2.1 Kernmaterialien: Keramik der Klasse N4700 + Kupferelektrode

HVC hat sich vom Y5S/Z5T-Keramiksystem der Klasse 2 weiterentwickelt und verwendet nun durchgehend N4700-Keramik der Klasse 1 mit Kupferelektrodenbeschichtung:

• Bleifrei und umweltfreundlichN4700 enthält kein Blei, benötigt keine RoHS-Ausnahmegenehmigung und erfüllt somit immer strengere globale Umweltauflagen.
• Mikrostruktureller VorteilDie während des Sinterprozesses entstehende hochdichte N4700-Kristallstruktur blockiert physikalisch die Migrationswege der Silberionen und gewährleistet so eine langfristige Isolationszuverlässigkeit unter Hochspannung.
• Haltbarkeit der KupferelektrodeKupferelektroden weisen in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit eine deutlich bessere Korrosionsbeständigkeit auf als Silber, wodurch die Lebensdauer von Kondensatoren unter rauen Bedingungen verlängert wird.

2.2 Die Dual-Chip-Struktur überwindet physikalische Grenzen

• SeriendesignFür 80-kV-, 100-kV- und 150-kV-Höchstspannungsprodukte, weit jenseits der 50-kV-Grenze von TDK.
• Paralleles Design: Erreicht hohe Kapazitätswerte von 5000pF und 8000pF innerhalb des N4700-Materialsystems.

2.3 Wichtigste Leistungsdaten

Schlüsselmetrik	Industriestandard	HVC-Leistung	Anwendungswert
Spannungsbereich	20-50KV	10-150KV	Deckt einen breiteren Anwendungsbereich von Hochspannung ab
Maximale Kapazität (bei 50 kV)	2100pF	8000pF	Ein Teil ersetzt mehrere, reduziert die Bauteilanzahl
Bleikonformität	Y5S enthält Blei	Bleifrei (N4700)	Vermeidet das Risiko des Ablaufs der RoHS-Ausnahmeregelung
1000 Stunden Lebensdauer Drift	± 10%	<± 5%	Jahrzehntelange Lebensdauer, geringere Wartungskosten

3. TDK UHV/FHV/FD/TSF Komplette Ersatzteilliste

Die folgenden Tabellen umfassen alle Standardmodelle der TDK-Serien UHV, FHV, TSF und FD — 53 Modelle mit entsprechenden HVC-Ersatzmodellen. HVC verwendet N4700-Keramik der Klasse 1 (bleifrei, niedrigerer Verlustfaktor), um die ursprünglichen Materialien der Klasse 2 von TDK (Y5S/Z5T/Y5P) zu verbessern.

TSF- und FD-Serie (Wechselstrom-Nennleistung)

TDK-Modell	Spezifikation (Spannung/Kapazität)	TDK-Material	HVC-Austausch	HVC-Material (Upgrade)
TSF-40C	20 kV AC, 1080 pF	Z5T	HVCT8G-20KVAC-DL40-1081K	N4700
TSF-30	20 kV AC, 400 pF	Z5T	HVCT8G-20KVAC-DL30-401K	N4700
FD-9A	10 kV AC, 100 pF	Y5P	HVCT8G-10KVAC-DL30-101K	N4700
FD-10A / FD-10AU	10 kV AC, 250 pF	Y5P	HVCT8G-10KVAC-DL30-251K	N4700
FD-11A / FD-11AU	10 kV AC, 500 pF	Y5P	HVCT8G-10KVAC-DL30-501K	N4700
FD-12A / FD-12AU	10 kV AC, 1000 pF	Y5P	HVCT8G-10KVAC-DL40-102K	N4700
FD-16A / FD-16AU	13 kV AC, 250 pF	Y5P	HVCT8G-13KVAC-DL30-251K	N4700
FD-18A / FD-18AU	13 kV AC, 500 pF	Y5P	HVCT8G-13KVAC-DL30-501K	N4700
FD-20A	13 kV AC, 1000 pF	Y5P	HVCT8G-13KVAC-DL50-102K	N4700
FD-22A	20 kV AC, 250 pF	Y5P	HVCT8G-20KVAC-DL30-251K	N4700
FD-24A	20 kV AC, 500 pF	Y5P	HVCT8G-20KVAC-DL40-501K	N4700
FD-33A	25 kV AC, 250 pF	Y5P	HVCT8G-25KVAC-DL30-251K	N4700
FD-36A	25 kV AC, 500 pF	Y5P	HVCT8G-25KVAC-DL50-501K	N4700

FHV-Serie (DC-gegossen)

TDK-Modell	Spezifikation (Spannung/Kapazität)	TDK-Material	HVC-Austausch	HVC-Material (Upgrade)
FHV-153AN	15 kV DC, 7000 pF	Y5	HVCT8G-15KV-DL60-702K	N4700
FHV-1AN	20 kV DC, 1700 pF	Y5	HVCT8G-20KV-DL40-172K	N4700
FHV-2AN	20 kV DC, 3000 pF	Y5	HVCT8G-20KV-DL50-302K	N4700
FHV-3AN	20 kV DC, 5200 pF	Y5	HVCT8G-20KV-DL60-522K	N4700
FHV-4AN	30 kV DC, 1200 pF	Y5	HVCT8G-30KV-DL40-122K	N4700
FHV-5AN	30 kV DC, 2100 pF	Y5	HVCT8G-30KV-DL50-212K	N4700
FHV-6AN	30 kV DC, 3500 pF	Y5	HVCT8G-30KV-DL60-352K	N4700
FHV-7AN	40 kV DC, 850 pF	Y5	HVCT8G-40KV-DL40-851K	N4700
FHV-8AN	40 kV DC, 1500 pF	Y5	HVCT8G-40KV-DL50-152K	N4700
FHV-9AN	40 kV DC, 2600 pF	Y5	HVCT8G-40KV-DL60-262K	N4700
FHV-10AN	50 kV DC, 700 pF	Y5	HVCT8G-50KV-DL40-701K	N4700
FHV-11AN	50 kV DC, 1300 pF	Y5	HVCT8G-50KV-DL50-132K	N4700
FHV-12AN	50 kV DC, 2100 pF	Y5	HVCT8G-50KV-DL60-212K	N4700

UHV-Serie (Ultrahochspannungs-Schraubanschluss)

TDK-Modell	Spezifikation (Spannung/Kapazität)	TDK-Material	HVC-Austausch	HVC-Material (Upgrade)
20-kV-Qualität
UHV-221A	20 kV DC, 200 pF	Z5T	HVCT8G-20KV-DL30-201K	N4700
UHV-222A	20 kV DC, 400 pF	Z5T	HVCT8G-20KV-DL30-401K	N4700
UHV-223A	20 kV DC, 700 pF	Z5T	HVCT8G-20KV-DL30-701K	N4700
UHV-224A	20 kV DC, 1000 pF	Z5T	HVCT8G-20KV-DL30-102K	N4700
UHV-1A	20 kV DC, 1400 pF	Z5T	HVCT8G-20KV-DL40-142K	N4700
UHV-2A	20 kV DC, 2500 pF	Z5T	HVCT8G-20KV-DL50-252K	N4700
UHV-3A	20 kV DC, 4000 pF	Z5T	HVCT8G-20KV-DL60-402K	N4700
30-kV-Qualität
UHV-231A	30 kV DC, 200 pF	Z5T	HVCT8G-30KV-DL30-201K	N4700
UHV-232A	30 kV DC, 400 pF	Z5T	HVCT8G-30KV-DL30-401K	N4700
UHV-233A	30 kV DC, 700 pF	Z5T	HVCT8G-30KV-DL30-701K	N4700
UHV-4A	30 kV DC, 940 pF	Z5T	HVCT8G-30KV-DL40-941K	N4700
UHV-5A	30 kV DC, 1700 pF	Z5T	HVCT8G-30KV-DL50-172K	N4700
UHV-6A	30 kV DC, 2700 pF	Z5T	HVCT8G-30KV-DL60-272K	N4700
40-kV-Qualität
UHV-241A	40 kV DC, 100 pF	Z5T	HVCT8G-40KV-DL30-101K	N4700
UHV-242A	40 kV DC, 200 pF	Z5T	HVCT8G-40KV-DL30-201K	N4700
UHV-243A	40 kV DC, 400 pF	Z5T	HVCT8G-40KV-DL30-401K	N4700
UHV-7A	40 kV DC, 700 pF	Z5T	HVCT8G-40KV-DL40-701K	N4700
UHV-8A	40 kV DC, 1300 pF	Z5T	HVCT8G-40KV-DL50-132K	N4700
UHV-9A	40 kV DC, 2000 pF	Z5T	HVCT8G-40KV-DL60-202K	N4700
50-kV-Qualität
UHV-251A	50 kV DC, 100 pF	Z5T	HVCT8G-50KV-DL30-101K	N4700
UHV-252A	50 kV DC, 200 pF	Z5T	HVCT8G-50KV-DL30-201K	N4700
UHV-253A	50 kV DC, 400 pF	Z5T	HVCT8G-50KV-DL40-401K	N4700
UHV-10A	50 kV DC, 560 pF	Z5T	HVCT8G-50KV-DL40-561K	N4700
UHV-11A	50 kV DC, 1000 pF	Z5T	HVCT8G-50KV-DL50-102K	N4700
UHV-12A	50 kV DC, 1700 pF	Z5T	HVCT8G-50KV-DL60-172K	N4700

4. HVC HVCT8G Teilenummerndecoder

HVCT8G-[Voltage]-[Size Code]-[Capacitance Code]

Feld	Bedeutung	Beispiel
HVCT8G	Türgriffkondensator Serienpräfix	HVCT8G-20KV-DL30-201K
Stromspannung	Betriebsspannung	20 kV, 30 kV, 50 kV, 20 kV AC
DL30-60	Code für Körperdurchmesser	DL40 = 40 mm Durchmesser
Kapazitätscode	Kapazitätskodierung	201 kΩ = 200 pF, 102 kΩ = 1000 pF

Bestellbeispiel: Ersetzen Sie TDK FHV-3AN 20KV 5200pF → HVCT8G-20KV-DL60-522K

5. Lösungsportfolio: Von „Ersatz“ zu „Upgrade“

5.1 Direkter Ersatz

Für die UHV/FHV/FD-Produktlinien von TDK bietet HVC vollständig maßlich kompatible Schraubklemmenmodelle an – eine Anpassung der Halterung ist nicht erforderlich.

TDK-Serie	HVC-Serie	Typische Anwendungen	Ersatzvorteil
UHV-Serie (20-50 kV)	HVCT8G-Serie	Hochspannungsnetzteile, medizinischer CT	Materialverbesserung N4700, Kupferelektrode
FHV-Serie (15-50 kV vergossen)	HVCT8G-Serie	Leistungstransformatoren, Röntgen	Bleifreibreiterer Kapazitätsbereich
FD/TSF-Serie (AC-Nennleistung)	HVCT8G-Serie	Wechselstromfilter, Leistungselektronik	N4700 überlegene HF-Leistung

5.2 Mehrwertdienste in der Lieferkette

• Schnelle BereitstellungStandardprodukte sind ab Lager verfügbar. 4-6 Woche Lieferzeit (TDK: 12-16 Wochen).
• KostenoptimierungDurch effizientes Prozessmanagement spart HVC typischerweise Kunden 20%-50% auf Stücklistenkosten.
• Agile AnpassungSchnelle Prototypenerstellung für nicht standardmäßige Kapazitäten, spezielle Spannungen und Montagekonfigurationen (Reaktionszeit: 48 Stunden).
• Eins ersetzt VieleDurch die Nutzung der höheren Spannungs-/Kapazitätswerte von HVC kann ein einzelnes Bauteil mehrere TDK-Serien-/Parallelkonfigurationen ersetzen, was das Leiterplattenlayout vereinfacht.

6. Erfolgsbilanz am Markt und Kundenakzeptanz

HVC hat die Qualifikation für den Massenversand von weltweit anerkannten Unternehmen erreicht:

• Nikon / Konica Minolta
• GE Healthcare
• Johnson & Johnson
• Baker Hughes

Nach der Einstellung der Produktion von Murata hat HVC erfolgreich Dutzende von Kunden mit maßstabsgetreuen 1:1-Ersatzlösungen aus dem gleichen Material N4700 versorgt und sich damit zu einem der erfahrensten inländischen Hersteller von HV-Keramikkondensatoren als Ersatz in der Branche entwickelt.

7. Qualitätskontrolle und Zertifizierung

• Vollständige ProzesstestsJeder Kondensator wird vor dem Versand einer 100%igen Prüfung auf Durchschlagsfestigkeit und Isolationswiderstand unterzogen.
• ComplianceVollständig RoHS/REACH-konform; für N4700-Material ist keine Bleiausnahme erforderlich.
• Industriestandards: Konstruktion und Prüfung erfolgen gemäß IEC 60384, um Zuverlässigkeit auch unter härtesten Betriebsbedingungen zu gewährleisten.

8. Fazit: Aufbau einer für beide Seiten vorteilhaften Lieferkettenpartnerschaft

Die Entscheidung für HVC bedeutet nicht, die Standards zu senken – sie bedeutet höhere Lieferkettensicherheit und eine wettbewerbsfähigere Kostenstruktur.

Für Ingenieure und Einkaufsmanager, die unter den Herausforderungen der Lieferzeiten von TDKs leiden oder eine Kostenoptimierung der Stückliste anstreben, bietet HVC nicht nur einen Keramikkondensator, sondern eine komplette Lösung zur Lokalisierung und Leistungssteigerung von Hochspannungs-Keramikkondensatoren.

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Für kostenlose Muster und Unterstützung bei der technischen Bewertung wenden Sie sich bitte an das technische Team von HVC.

© HVC-Kondensator TDK® ist eine eingetragene Marke der TDK Corporation. Dieses Dokument dient ausschließlich technischen Vergleichszwecken und impliziert weder eine Verbindung zum Markeninhaber noch eine Billigung durch diesen.