Elkos, Lebensdauer?

[jama]

eine halbe seite für so dumme fragen...
bring deine zitaten in den kontext und im order und nicht das ganze verfälchen wollen...

[agossi]

Hallo,

natürlich kann man die Elkos, wenn sie eingebaut sind, auch rekonditionieren. Man schaltet einfach vor den Netzstecker einen regelbaren Trenntrafo hinzu. Die Gleichrichtung übernimmt ja natürlich das Netzteil selbst

Lange bedeutet in meinem Fall ca. 10 Jahre, habe hier eine ganze Kiste von hochwertigen Elkos von Philips (die grossen 47'000µF/40V Longlife 85° 50x80mm mit Schraubanschlüssen) in meiner Firma "abstauben" können (im wahrsten Sinn des Wortes), die rekonditioniert und die haben wieder volle Leistungsfähigkeit.

Ein guter Test ist immer die Ladungshaltung: Man lädt den Elko mit Nennspannung voll auf und entlädt in nach 2 Wochen über einen 1k-Widerstand und misst die Zeit bis zu einer Restspannung von 10% (auf Null geht nicht, würde nach der Exponentialfunktion einer unendlichen Zeit entsprechen). Über das Zeit/Strom/Spannungsintegral lässt sich die Ladung berechnen. Wenn dann +/-20% die Nennladung (Kapazität * Spannung) erreicht wird, ist der Elko absolut i.O. und kann als Neuteil betrachtet werden.

Diese Riesenelkos halten übrigens die Spannung über mehrere Wochen auf nahezu Nennspannung, bei einem (unbeabsichtigten) Kurzschlusstest hat es mir die Schraubenzieherspitze gleich mit den Schraubanschlüssen verschweisst

[Frank Schölch]

Solche Mühe würde ich nicht treiben, weil zwar der Abbau der Oxydschicht definitiv vorhamnden ist, in der Praxis aber nur folgende Fälle auftreten:

1. Der Elko überlebt Zuschalten mit voller Spannung, die Oxydschicht baut sich hierbei sehr schnell wieder auf

2. Der Elko hat schon vor dem Zuschalten einen satten Kurzschluß und wäre auch schonend nicht widerzubeleben.

Den worst-case hatte ich bei einem Telefunken Vollverstärker mit Roederstein Ausgangselko an der NF Endstufe. Die Bauform ist die mit den 3 um 120 Grad angeordneten Massepins mit Plus in der Mitte. Hier hatte ein Elko einen Kurzschluss und als Folge sind die Tieftöner der Canton Regalboxen abgebrannt. Der User hat sich nur über den Brumm gewundert, aber nicht schnell genug reagiert. Ich habe beide Elkos durch Neue ersetzt, allerdings nicht Lagerbestände der selben Bauform (Deutsche "Wertarbeit"), sondern hochwertige Matushita Baujahr 2008.

Den aklten elko hab ich für Experimente aufgehoben. Man kriegt ihn mit 20A / 12V freigebrannt und kann ihn am Labornetzteil bis 30V formieren. Das geht einige Zeit, teilweise Stunden gut, dann kommt es spontan wieder zu einem satten Kurzschluß.

Von daher rate ich ab, defekte Kondensatoren wieder zu flicken. Wenn sie einmal einen viel zu großen Leckstrom haben, gehören sie entsorgt. ist der Leckstrom noch im Rahmen, reicht es auch aus, sie direkt voll zuzuschalten.

Kritisch sind auch Koppelelkos, die kaum gleichspannung erhalten oder auch Tantalkondensatoiren, die sponten zu Kurzschlüssen neigen und dann mit Stichflamme reagieren.

[agossi]

Sagen wir es mal so, voll zuschalten geht schon, wenn man eine Explosion eines im Zustand nicht bekannten Elkos riskieren möchte.

Die Methode zu rekonditionieren zahlt es sich aus... Durch das langsame Spannungsanlegen kann man auch den Ladestrom immer im Auge behalten.

Einen defekten Elko kann man so aber nicht "reparieren", da gebe ich Dir natürlich recht.

[Frank Schölch]

Die erhöhte Stromaufnahme zeigt sich aber auch nur dann, wenn es z.B. ein Ladeelko in einem klassischen Netzteil ist. Ansosnten schlägt der Test fehl, weil z.B. Schaltnetzteile abrupt anschwingen und dann schon massiv Energie auf die Sekundärseite pumpen.

Explosionen sind recht selten, häufiger sind schon Kurzschlüsse oder Verlust von Elektrolyt. bei einer Zeck Endstufe hat es mal eine Stichflamme aus einem Roederstein 80V/10.000µF Elko gegeben.

[mjf11]

hallo.
.........wenn ich mir nicht sicher bin, lege ich eine (kleine) gleichspannung über einen schutzwiderstand (ein paar 100 ohm) an den verdächtigen (netzteil)elko an.........
grüsse

[Voegelchen]

Hallo,
"No Name" Elkos haben eine Lebensdauer von 1000-5000 Stunden (das Jahr hat 8000 Stunden) bei Nennlast (also Strom/Spannung/Temperatur). Verringern sich die Ströme, so erhöht sich die Lebensdauer (aber nicht linear!). Wärme führt genauso zu Abnahme der Elektrolytschicht und damit Kapazitätsverlust.

Alte Elkos, deren Zustand man nicht kennt, sollte man ausbauen und ersetzen.

Elkos im Trafonetzteil sind nicht ganz so gefährdet wie ihre Kollegen im Schaltnetzteil (kleinere Frequenz -> weniger Belastung) und können praktisch gegen jeden halbwegs passenden Typen (Kapazität, Spannung) getauscht werden.
Bevor man die Kapazität erhöht sollte man aber sicherstellen, dass der Gleichrichter die höhre Last auch verpackt

In den meisten Datenblättern stehen auch die Randbedingungen für die Werte, damit bekommt man dann z.B. eine Vorstellung vom max. Leckstrom der noch i.O. ist

Alternativ, wie schon vorgeschlagen, Elko mit Vorwiderstand auf Nennspannung aufladen und Leckstrom beobachten. Sollte der einige mA übersteigen (und dann auch noch rasend schnell ansteigen) -> Müll !

Das Datenblatt des Elkos zu kennen, kann nicht schaden. Da Vishay mittlerweile fast die kompletten europäischen Hersteller aufgekauft hat, hier der Link:
http://www.vishay.com

hier noch ein paar Links zu Elkoherstellern:
http://www.yageo.com/
http://www.jamicon.com/capacitor.html
http://www.chemi-con.co.jp/e/index.html
http://industrial.panasonic.com/www-...BA0000_EU.html
http://www.nichicon.co.jp/english/index.html

Bei Kondensatoren aus Schaltnetzteilen empfiehlt sich definitiv ein grober Blick ins Datenblatt (max. Strom !) und der Ersatz sollte ähnliche Werte haben.

hoffe ein wenig geholfen zu haben

[Frank Schölch]

Begrenzender Faktor der Lebensdauer ist weniger die Zersetzung der Oxydschicht als der dauerhafte Verlust an Elektrolyt, welcher stark temperaturabhängig ist.

Eine Reduktion der Oxydschicht erhöht die Kapazität sogar, während Elektrolytverlust erstmal nur den Innenwiderstand vergrößert. Erst bei nahezu vollständiger Austrocknung sinkt dann die Kapazität, wobei der Innenwiderstand dann schon lange das Gerätr zum Ausfall gebracht hat.

Schaltnetzteile sind im Vergleich zu konventionellen netzteilen gefährdeter, weil die Strombelastung deutlich höher ist. Flusswandler z.B. beaufschlagen den Elko selbst dann mit fast vollem Strom, wenn diese im Leerlauf arbeiten. Herkömmliche Netzteile erzeugen nur bei hoher Last einen nennenswerten Ripplestrom. Zudem sind die Elkos in Schaltnetzteilen bei vergleichbarer Spannung kapazitätsmäßig viel kleiner dimensioniert. Z.B. wäre ein Ladeelko für 12V/10A gut 22.000µF groß, während bei Schaltnetzteilen i.d.R. nur 1/10 der Kapazität zur Siebung zum Einsatz kommen. Ein 10x kleinerer Elko verkraftet aufgrund der Bauart auch einen geriongeren Ripplestrom, wird also viel stärker ausgelastet. Daher sin spezielle, stromfeste Lo-ESR Elko in Schaltanwendungen erforderlich.

[Toni Visa]

Das hieße ja, das man in Verstärkern mit Schaltnetzteilen die Elkos alle 1-2 Jahre auswechseln sollte, während die in herkömmlichen Netzteilen ziemlich lange halten, weil man den Verstärker meist nur im einstelligen Prozentbereich seiner Nennlast betreibt.

[Frank Schölch]

Betrachtet man Consumergeräte wie TFT Monitore oder Sat Receiver, so sind defekte Elkos nach ca. 3 Jahren keine Seltenheit.

[Voegelchen]

na so ganz schlimm ist es nicht.
Jeder vernünftige Designer konstruirt so, dass bei maximalem Ausgangsstrom die Elkos gerade eben noch nicht überlastet werden.

Wenn nun nur ein Bruchteil der Ausgangsleistung (und damit des Stromes) benötigt wird, wird auch der Strom in/aus den Elkos entsprechend kleiner (kaum Spannungsunterschied, da nicht entladen, --> wenig Strom). Im Leerlauf müssen also nur die Leerlaufverluste berechnet werden. Wenn man da mal 5% schätzt, dann ist man schon Faktor 20 weiter in der Lebensdauer. Nimmt man jetzt einen schlechten Elko mit 1000 Std summiert sich das schon auf 20.000 Stunden (2.3 Jahre). Wie schon beschrieben ist das Verhältnis NICHT linear, so dass man schon von 40-50.000 Std ausgehen kann (4.55 Jahre).

Also sofern das Netzteil immer fast im Leerlauf oder Schwachlastbereich läuft, hält das Netzteil demnach ca. 5 Jahre (immer an), warscheinlich sogar wesentlich länger, weil der Elko ja nicht sofort kaputt ist, sondern nur schlechter wird.

Wichtig ist nur zu beachten, dass Temperaturen über der Nennangabe die Lebensdauer erheblich verkürzen.

Deshalb gibtes auch Standard 85°C und 105° Elkos......

[Frank Schölch]

Das stimmt aber nur bei Sperrwandlern oder Netzteilen, wo das Tastverhältnis die übertragene Leistunbg bestimmt. Bei Tiefsetzstellern (oder mit Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses am Trafo den verwandten Flusswandlern) ist das Tastverhältnis durch das Verhältnis Ausgangsspannung zu Eingangsspannung definiert. Hier gilt:
-Eingangsspannung ist nahezu konstant
-Ausgangsspannung ist nahezu konstant
-Tastverhältbnis ist nahezu konstant
-Damit liegen an der Siebdrussel immer die selbe Spannungs-Zeit-Flächen an
-Mit identischen Spannungs-Zeit Flächen ergibt sich immer der selbe Ripplestrom
-Dieser Ripplestrom geht komplett in den Elko.

Ergebnis: Beanspruchung des Elkos ist unter Last nicht höher als bei Teillast des Netzteils