Überspannung bei Elektrolytkondensatoren

[Microwave (Gast)]

Guten Abend allerseits,

Zwecks Verwendung in einer elektronisch angesteuerten Tesla-Coil sollen 
sechs parallelgeschaltete 200V-Kondensatoren aus PC-Netzteilen im 
Zwischenkreis eingesetzt werden. Die Ladeschaltung soll möglichst 
eigensicher sein, damit ein gravierendes Überladen der Kondensatoren 
selbst bei Ausfall der Ladeschlussspannungssteuerung ausgeschlossen 
werden kann.

Da mein StepUp-Wandler die besagte Kondensatorbatterie nun allerdings 
etwas zu hoch lädt, würde ich gerne wissen, bis zu welcher Schmerzgrenze 
die Kondensatoren im Falle eines Falles überladen werden dürfen und 
vorallem, was beim Überschreiten dieses Wertes mit den gespeicherten 
>56J geschieht.
Ich gehe davon aus, dass als erstes die Leckströme der C's markant 
ansteigen werden, doch wie geht's danach weiter?? Schlägt das 
Aluminiumoxid durch? Hat damit womöglich jemand bereits Erfahrung?

Es wird ja zudem ab und zu davon gesprochen, dass 10% Überspannung 
zumindest für kurze Zeit zulässig sind. Ob das bei den schätzungsweise 
minderwertigen Chinakondensatoren aus (Billig-)PC-Netzteilen gilt, 
entzieht sich leider meinen bisherigen Kenntnissen.

[Jens G. (jensig)]

>Da mein StepUp-Wandler die besagte Kondensatorbatterie nun allerdings
>etwas zu hoch lädt, würde ich gerne wissen, bis zu welcher Schmerzgrenze
>die Kondensatoren im Falle eines Falles überladen werden dürfen und
>vorallem, was beim Überschreiten dieses Wertes mit den gespeicherten
>>56J geschieht.

Die schmerzgrenze liegt genau da, wie es auch im DB bzw. auf dem Elko 
direkt angegeben ist. Kein Völtchen höher. Klar haben die meistens noch 
ein bißchen Reserve, aber garantieren tut Dir dabei keiner mehr was.

>Ich gehe davon aus, dass als erstes die Leckströme der C's markant
>ansteigen werden, doch wie geht's danach weiter?? Schlägt das
>Aluminiumoxid durch? Hat damit womöglich jemand bereits Erfahrung?

irgendwann macht es mal Bumms.

>Es wird ja zudem ab und zu davon gesprochen, dass 10% Überspannung
>zumindest für kurze Zeit zulässig sind. Ob das bei den schätzungsweise
>minderwertigen Chinakondensatoren aus (Billig-)PC-Netzteilen gilt,
>entzieht sich leider meinen bisherigen Kenntnissen.

Die 10% beziehen sich auf Geräte, die am 230V-Netz hängen. Das hat 
überhaupt nichts damit zu tun, wie weit man ein einzelnes Teil über die 
angegebenen Grenzwerte betreiben darf. Die 10% wurden bereits vom 
Designer der Schaltung mit einkalkuliert, so daß, wo nötig, die Teile 
mit entsprechend höheren Grenzwerten entsprechend DB ausgewählt wurden.

[Johannes E. (cpt_nemo)]

> Ich gehe davon aus, dass als erstes die Leckströme der C's markant
> ansteigen werden, doch wie geht's danach weiter?? Schlägt das
> Aluminiumoxid durch? Hat damit womöglich jemand bereits Erfahrung?

Ja, der Lekstrom steigt und dadurch steigt die Temperatur. Dadurch 
steigt der Lekstrom noch weiter und irgendwann platzt der Kondensator 
bzw. öffnet sich ein Sicherheitsventil/Sollbruchstelle. Das kann unter 
Umständen eine ziemlich heftige Explosion sein, kommt aber sehr stark 
auf den Kondensator-Typ drauf an und auch darauf, wie groß die 
Überspannung ist.

> Es wird ja zudem ab und zu davon gesprochen, dass 10% Überspannung
> zumindest für kurze Zeit zulässig sind. Ob das bei den schätzungsweise
> minderwertigen Chinakondensatoren aus (Billig-)PC-Netzteilen gilt,
> entzieht sich leider meinen bisherigen Kenntnissen.

ja, das gilt im Prinzip immer, allerdingssollte man das als 
Sicherheitsreserve betrachten und nicht absichtlich ausnutzen. Die 
maximale Spannung ist auch Temperaturabhängig; bei niedriger Temperatur 
darf die Spannung etwas größer sein.

Du solltest den Regler auf jeden Fall so einstellen, dass die maximale 
Spanung im Normalbetrieb nicht überschritten wird. Für einen 
zuverlässigen Betrieb über längere Zeit sollte die Spanung eher 10-20% 
unter dem Maximalwert bleiben.

[ArnoR (Gast)]

Microwave schrieb:
> was beim Überschreiten dieses Wertes mit den gespeicherten
> 56J geschieht.

Na die entladen sich in Zerstörung. Nur mal zum Vergleich: ein 
Luftgewehr mit > 7,5J braucht einen Waffenschein.

[Microwave (Gast)]

OK - Dann muss wohl nochmal eine Windung vom StepUp-Trafo hinunter.
Vielen Dank für die postwendenden Antworten!

[Microwave (Gast)]

EDIT: Wenn die Schaltung durch einen Fehler dauernd läuft, so sind nun 
laut Messung maximal 203V über den Kondensatoren zu finden. Dies sollte 
für den Ausnahmefall akzeptabel sein. Im Normalbetrieb werden 
wahrscheinlich 150-160V das Maximum darstellen.
Die tatsächlich für kurze Zeit zulässigen 200V dienen als Option für 
ebenso kurzzeitige, extra-imposante Entladungen, weswegen ich den 
Transformator auch für diese Spitzenspannung ausgelegt habe.

[Jörg R. (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)]

Microwave schrieb:
>
> Ich gehe davon aus, dass als erstes die Leckströme der C's markant
> ansteigen werden, doch wie geht's danach weiter?? Schlägt das
> Aluminiumoxid durch? Hat damit womöglich jemand bereits Erfahrung?

Meine Erfahrungen sind die, dass Hochvoltelkos eher dazu tendieren, ohne 
Vorwarnung durchzuschlagen, während Niedervoltelkos eigentlich immer, je 
nach Stromstärke mehr oder weniger heftig explodieren. Den Durchschlag 
nimmt man als lautes Knacken im Elko wahr. Nach einem Durchschlag ist 
der Elko meistens noch funktionsfähig, die Spannungsfestigkeit jedoch 
reduziert.

Jörg

[Purzel H. (hacky)]

> ... einer elektronisch angesteuerten Tesla-Coil ...

Da weiss man dann kommen die Durchgeknallten. Wie kann man Teile, die 
nichts gekostet haben auch noch massiv ueberlasten. Natuerlich darf es 
auch nichts kosten. Und weiter zur naechsten Frage. ...