Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ripple-Strom am Elko


von Jens (Gast)


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Hallo Leute,

habe hier einen axialen 50uF-Elko für 600V, allerdings ohne weitere 
Daten. Gibt es eine Abschätzung für den maximal zulässigen Ripple-Strom?

Gruß
Jens

von Volker K. (powerfreak)


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Hallo Jens,

schwer zu sagen.
Kannst Du bitte Durchmesser und Länge, sowie den Hersteller und den Typ 
nennen?

50µ ist auch ein komischer Wert... was genau steht denn auf dem Elko 
drauf?

Gruß
Volker

von Jens (Gast)


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Hersteller MIEC, Durchmesser ca. 20mm, Länge ca. 40mm. Genaue 
Aufschrift:

50uF, 600V, MIEC, +105°C

Gruß
Jens

von Jens (Gast)


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von MaWin (Gast)


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Offensichtlich hergestellt von
http://lingin.en.makepolo.com/
leider haben die wohl keine Homepage.

Serie vielleicht KT
http://www.studioelectronics.biz/sunshop/index.php?l=product_detail&p=1587
die wären dann nicht schlecht.

Wenn also ein bestehender ersetzt werden soll,
nicht den allerbilligsten Ersatzelko nehmen,
sondern schon einen der 105 GradC aushält.

Allerdings ist er für 120Hz und nicht für 100kHz
spezifiziert, ist also kein Schaltnetzteilelko,
sondern ein Netzspannungssiebelko.

Ein Panasonic FC muß es also nicht als Ersatz sein.
So was wie die Reichelt 105 GradC Serie täte es
http://www.reichelt.de/Elkos-radial/RAD-105-1-0-450/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=44856;GROUPID=3143;artnr=RAD+105+1%2C0%2F450;SID=12ThbqA38AAAIAABy0YRw6b7c82462fa1ebfb4b9a96c94c326ef3
wenn die denn 600V/50uF hätten.

Für 450V geben die 300 oder 360mA ripple current an.
Ein 600V Typ liegt knapp drüber.

von Fralla (Gast)


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Ohne den Hersteller zu kennen würde ich 300mA bis 600mA Schätzen... MIT 
ESR im Ohmbereich rechnen..

von Helmut S. (helmuts)


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Dieser Kondensator (50u/600V) hat einen Dissipation Factor: <0.20 @ 
20C/120Hz

Macht ESR=6Ohm bei 100Hz Bei angenommenen 0,25W Verlustleistung wären 
das 200mA Ripplestrom. Durch die Erwärmung wird er eher weniger 
vertragen.

Bei Chemicon waren es 166mA bei einem 450V Typ, 47uF, 120Hz.

von Sepp (Gast)


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Bei 100kHz wird er mehr Vertragen....

von Helmut S. (helmuts)


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Sepp schrieb:
> Bei 100kHz wird er mehr Vertragen....

So vielmehr auch nicht. Für 100kHz müssen spezielle Elkos benutzt 
werden. Dafür taugen die 100Hz-Netzteil-Elkos nicht.

von Michael_ (Gast)


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Sag mal, wozu brauchst du denn diesen C?
Für 230V ist er überdimensioniert und für 400V ist die Spannung zu 
niedrig.

von Jens (Gast)


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Michael_ schrieb:
> Für 230V ist er überdimensioniert und für 400V ist die Spannung zu
> niedrig.

Na, den hast du mir doch vorgeschlagen zur Glättung meiner 
gleichgerichteten 380V AC.

von Michael_ (Gast)


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Ich hatte das damals schon im Hintergedanken.
Aber du wolltest doch <=600V Gleichspannung. Dann mach doch eine 
Spannungsbegrenzung oder eine Grundlast rein. Das wurde schon in grauer 
Röhrenzeit so gemacht.
So ein Netzteil ist eben nicht trivial!
Aber was willst du mit solchen tiefgründigen theorethischen 
Eigenschaften?
Bei deiner Anwendung ist das unnötig.
Jeder hier hat doch bei deiner Frage gedacht, du willst ein 
Schaltnetzteil aufbauen.
Dann bau eben sowas ein:
ebay 200626520415
ebay 180769001097
10µF reichen doch auch für deine Glimmröhren und dem Strom.

von Jens (Gast)


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Ich habe deswegen gefragt, weil ich mir mit einem Simulationsprogramm 
(PSU Designer II) den Strom durch die Kondensatoren angeschaut habe, und 
dieser zu Beginn für die ersten Millisekunden 700mA überschreitet, 
Screenshot siehe Anhang.

Gruß
Jens

von Jens (Gast)


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Kann mir jemand noch helfen? Wie kann ich rausfinden, ob mein Elko die 
700mA abkann? Oder ist es nicht so kritisch, da der Strom ja nur pro 
Einschalten drei Halbwellen lang kurzzeitig über ca. 220mA liegt?

Gruß
Jens

von Helmut S. (helmuts)


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In der Simulation mit LTspice kommt da ein Ripplestrom von 2Arms für C1 
heraus. Das ist das zehnfache von dem was dieses Baiteil abkann. Das ist 
übrigens Dauerstrom, also nichts mit nur Einschaltstrom.

von Helmut S. (helmuts)


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Korrektur
Wenn ich 0,4H Streuinduktivität für den Trafo annehme, dann komme ich 
auf deine 0,7Arms für C1.
Schalte 4 Kondensatoren parallel. Dann bist du im grünen Bereich!

von Jens (Gast)


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Was ist denn der anschauliche Grund für diesen hohen Strom? Habe das 
wohl noch nicht ganz verstanden, kann mich jemand erleuchten?

von Jens (Gast)


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Also meine Verwirrung kommt ja daher: Der Kondensator ist offensichtlich 
genau für diesen Zweck hergestellt worden (ist ja auch für 120Hz 
spezifiziert), warum sollten dann so hohe Ströme auftreten, die ihn 
zerstören?

Die 100mOhm ESR habe ich nur als Schätzwert eingetragen, könnten auch 
gut ein paar Ohm sein, ich weiß es eben nicht.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Jens schrieb:
> Wie kann ich rausfinden, ob mein Elko die
> 700mA abkann? Oder ist es nicht so kritisch, da der Strom ja nur pro
> Einschalten drei Halbwellen lang kurzzeitig über ca. 220mA liegt?

Ein Elko kann immer einen wesentlich höheren Strom aushalten - es geht 
hier allein um die Verlustleitung, die am ESR entsteht, die daraus 
resultierende Erwärmung und dann die daraus resultierende Lebensdauer.
Das heißt: ein kurzzeitig hoher Strom stört wenig, da die Wärmekapazität 
eine schnelle Temperaturerhöhung begrenzt. Der Elko geht also bei 
Überschreiten eines bestimmten Stroms nicht einfach so kaputt.

Hintergrund:
Die Lebensdauer eines Elkos ist damit definiert, das sich seine 
Kapazität um einen bestimmten Wert reduziert hat. Das geschieht durch 
Austrocknen und hängt stark von der Temperatur ab. Die Temperatur stellt 
sich ein auf Grund der Umgebungstemperatur und der Verlustleistung.

Beispiel:
Lebensdauer 2.000 Stunden bei 85°C (Anfangskapazität - 20%). Die 
Lebensdauer verdoppelt sich etwa bei Reduzierung der Temperatur um 10°. 
Bei 55°C hat der Kondensator also nach 16.000 Stunden (ca. 2 Jahre) 20% 
der Kapazität verloren.

Gruß Dietrich

von Helmut S. (helmuts)


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> Die 100mOhm ESR habe ich nur als Schätzwert eingetragen, könnten auch
gut ein paar Ohm sein, ich weiß es eben nicht.


Da der Verlustfaktor bei 0,2 liegt hat dieser Kondensator 6Ohm ESR bei 
100Hz. Durch die hohe Wechselspannungsbelastung in deiner Schaltung 
ergibt das eben eine Menge Wechselstrom und damit auch viel 
Verlustleistung. Würdest nur nur wenige mA Strom am Ausgang benötigen, 
dann wäre auch die Belastung geringer.

von Jens (Gast)


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Helmut S. schrieb:
> Da der Verlustfaktor bei 0,2 liegt hat dieser Kondensator 6Ohm ESR bei
> 100Hz.

OK, ich wusste nicht so ganz was damit anzufangen. Aber lesen bildet ja 
bekanntlich, danke für die Herausstellung.

Helmut S. schrieb:
> Würdest nur nur wenige mA Strom am Ausgang benötigen,
> dann wäre auch die Belastung geringer.

Ich benötige eigentlich nur einen Strom von 10mA, nur in Sonderfällen 
sollen auch mal mehr Bereit stehen. Den Strom begrenze ich mit passenden 
HV-Widerständen, die ich in Reihe schalte. Schaltplan im Anhang.

Helmut S. schrieb:
> Durch die hohe Wechselspannungsbelastung in deiner Schaltung
> ergibt das eben eine Menge Wechselstrom und damit auch viel
> Verlustleistung.

Aber wie genau errechne ich diese Verlustleistung? Das ist ja P_diss = 
U^2/R, mit U = die Spannung, die über den ESR abfällt, während der C 
geladen wird. Nur wie weiß ich, wie viel Strom in ihn reinfließt? Die 
einfachste Abschätzung (wenn man die Spule im Schaltplan vernachlässigt) 
wäre ja: 50mA am Ausgang werden gezogen, also müssen die Caps mit je 
25mA geladen werden, damit sie sich nicht entladen. Bei ESR = 6Ohm sind 
das 4mW, also sehr wenig. Fehler?

Gruß
Jens

von Helmut S. (helmuts)


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Hallo Jens,
erst mal Asche auf mein Haupt. Ich hatte bei meiner vorherigen 
Simulation bei der Vereinfachung der Schaltung einen Fehler gemacht. 
Deshalb hatte ich viel zu viel Wechselspannung am Kondensator.

Jetzt sieht das schon viel besser aus. Mit einem Rechtsklick auf die 
Spulen kannst du deren Ohmschen Wicklungswiderstand einstellen.

Danke nochmals für deine Hartnäckigkeit meine vorherigen Ergebnisse in 
Frage zu stellen.

von Jens (Gast)


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Hallo Helmut,

vielen Deine für deine Mühe, ich werde das mal in Spice durchprobieren.

Helmut S. schrieb:
> Danke nochmals für deine Hartnäckigkeit meine vorherigen Ergebnisse in
> Frage zu stellen.

Oh, ich denke eher dass das meinem Unverständnis geschuldet war als 
echter Rechnerei. Wollte ja mit meiner Zahlenspielerei nur in die 
Größenordnung kommen ;-)

Gruß
Jens

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