Habe hier Kerkos (SMD) mit 10µF, 35V, 1210, Material X7R. Das Datenblatt gibt leider keine Strombelastbarkeit aus. Möchte den Kerko am Eingang eines Schaltreglers verwenden, also an DC. Welchen Rippelstrom kann man solch einem Kondensator normalerweise zumuten? Gibt es da ungefähre Richtwerte?
6R19 schrieb: > Gibt es da ungefähre > Richtwerte? Ist ein tangens delta im Datenblatt angegeben? Gruß Anja
hinz schrieb: > 5-6A verträgt der sicher. Die würde ich erfahrungsmäßig auch ansetzen. Ansonsten wenden Sie sich an den Hersteller. (Wie war das noch mal mit dem Sesamstraßen-Song? :-))
Eine der Daseinsberechtigungen von Kerkos ist der geringe ohmsche Widerstand. Das man Miniaturbauteile nicht mit kA belästigen sollte, sollte auch selbstredend sein. X7R ist ein Standartmaterial. Wenn Dein Lieferant sich nicht über dererlei Werte auslässt, schau doch bei der Konkurrenz nach.
6R19 schrieb: > Habe hier Kerkos (SMD) mit 10µF, 35V, 1210, Material X7R. Das Datenblatt > gibt leider keine Strombelastbarkeit aus. Möchte den Kerko am Eingang > eines Schaltreglers verwenden, also an DC. Dann solltest du die Spannungsabhängigkeit der Kapazität bei hochkapazitiven Keramiken aber unbedingt beachten. Wobei X7R da noch recht gut aussieht...
Amateur schrieb: > X7R ist ein Standartmaterial. Wenn Dein Lieferant sich nicht über > dererlei Werte auslässt, schau doch bei der Konkurrenz nach. ohjeohje. Standartmaterial ... Nein, X7R ist keine Materialangabe. Das ist eine Angabe über die Kapazitätstoleranz bezogen auf die Temperatur. Jeder Hersteller macht sein Zeug etwas anders - frage dazu mal einen FAE von Kehmet oder AVX oder einem anderen Hersteller. X7R sagt NICHTS darüber aus, wieviel Strom man darüber laufen lassen kann. Diese Angabe findet man im Datenblatt - mehr oder weniger. Es gibt den oben erwähnten Verlustwinkel Tan Delta, daraus kann man sich eine Verlustleistung berechnen. Dann kann man sich etwa ausrechnen, wie heiß der Kerko beim gewünschten Strom wird. TAN Delta ist stark Frequenzabhängig. Das müsste man auch berücksichtigen.
Ich denke das wird bei Kermaikkondensatoren typischer Weise aus gutem Grund nicht angegeben. Die Kapazitäten sind einfach so klein, daß es erst gar nicht dazu kommen kann, daß es einen Stromfluß gibt, der den maximalen Stromfluß überschreiten kann. Bei Elektrolytkondensatoren, die ja hohe Kapazitäten aufweisen, sollte man den Ripplestrom schon beachten, da man sonst den Kondensator überhitzen könnte. Durch die hohe Kapazität kann es da zu ordentlichen Stromstärken kommen. Bin grad zu faul auszurechnen, was der mximale Strom ist, den ein Kerko mit 10 Mikrofarad ziehen kann, das darf jeder selber ausrechnen. Okay ich versuchs mal: I = C * dU/dt Wie man sieht ist der Strom proportional zur Kapazität. Bei einem 10 Mikrofarad Kerko fließt also nur ein hunderstel des Strromes eines 1000 Mikrofarad Elkos. Ich denke der Strom wird sich in der Größenordnung von 10-100 mA bewegen. Bei kleineren Kapazitäten natürlich umso weniger. Bei Elkos könnte das relevant sein, da 10 Mikrofarad-Elkos einen Ripplestrom um die 20-50 mA vertragen. Das könnte eventuell knapp werden. Ansonsten einfach mal messen, erstens die Kapazität, zweitens den Stromfluss.
> .. Die Kapazitäten sind einfach so klein, daß es
erst gar nicht dazu kommen kann, daß es einen Stromfluß gibt, der den
maximalen Stromfluß überschreiten kann.
Dan rechne doch mal den Strom aus, der sich ergibt wenn man mit einer
Wechselspannung der Normspannung und der Frequenz deiner Wahl daruf
geht...
Siebzehn Zu Fuenfzehn schrieb: >> .. Die Kapazitäten sind einfach so klein, daß es > erst gar nicht dazu kommen kann, daß es einen Stromfluß gibt, der den > maximalen Stromfluß überschreiten kann. > > Dan rechne doch mal den Strom aus, der sich ergibt wenn man mit einer > Wechselspannung der Normspannung und der Frequenz deiner Wahl daruf > geht... Wenn ich den Kondensator kurzschließe, dann ist der Strom im Falle oder Nähe der Serienresonanz natürlich höher, da hast Du recht. Aber dann habe ich in jedem Fall auch eine fehlerhafte Schaltung. Da muß man dann einfach die fehlerhafte Schaltung korrigieren. Und selbst dann, bei der hohen Serienresonanz so hohe Spannungshübe hinzubekommen ist natürlich nicht unmöglich, aber man muß sich schon schwer anstrengen, insbesondere, weil man auch noch gegen den Kurzschluß (Kondensator) arbeitet. Man wird es also kaum schaffen auch nur annähernd in die Nähe von einem Volt Spannungsabfall bei einem Kurzschluß zu kommen, geschweige denn Nennspannung des Kondensators. Also wer HF-Stromquellen mit Milliohm-Innenwiderständen in seiner Schaltung hat und sie auch noch dummerweise mit einem Kondensator niedriger Kapazität kurzschließt, sollte noch mal genau schauen, ob seine Schaltung wirklich Sinn macht. Ansonsten es bleibt dabei: Die Ripplestrombelastbarkeit ist für praktische Belange unwichtig (sofern man keinen Unfug macht).
Frank schrieb: > Ansonsten es bleibt dabei: Die Ripplestrombelastbarkeit ist für > praktische Belange unwichtig (sofern man keinen Unfug macht). Hast du jemals Schaltnetzteile gebaut?
Frank schrieb: > Ansonsten es bleibt dabei: Die Ripplestrombelastbarkeit ist für > praktische Belange unwichtig (sofern man keinen Unfug macht). Da spricht der Praktiker. Wenn 6R19 einen Buck-Regler mit einigen A Ausgangsstrom bauen will, dann beträgt der Ripple-Strom im Eingangs-Kerko eben einige A.
Achim S. schrieb: > Frank schrieb: >> Ansonsten es bleibt dabei: Die Ripplestrombelastbarkeit ist für >> praktische Belange unwichtig (sofern man keinen Unfug macht). > > Da spricht der Praktiker. > > Wenn 6R19 einen Buck-Regler mit einigen A Ausgangsstrom bauen will, dann > beträgt der Ripple-Strom im Eingangs-Kerko eben einige A. Mal doch mal die Schaltung hier auf, die Dir da so vorschwebt, dann reden wir mal weiter. Wenn es einen Ripplestrom von einigen Ampere gäbe, was sucht dann ein 10 Mikrofaradkondensator da. Nochmal: Entweder wird der Rippletrom unterschritten oder die Schaltung ist unsinnig. Ansonsten bitte eine sinnvolle Schaltung beifügen, bei der der Ripplestrom durch den Kondensator merklich über 1 Ampere geht. Ob da x Ampere am Kondensator vorbeirauschen ist egal, denn wichtig ist ja was in den Kondensator rein-/rausfließt. Und das ist mangels Kapazität eben nicht viel.
@Frank: Ich wiederhole meine Frage: Hast du jemals Schaltnetzteile gebaut?
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Frank schrieb: > Mal doch mal die Schaltung hier auf, die Dir da so vorschwebt, dann > reden wir mal weiter. bitte schön: du siehst die erste Schaltung, die der TI Webbench Designer auswirft, wenn ich von 8V Eingang auf 4V Ausgang mit 4A Ausgangsstrom gehe. Als Eingangskerko schlägt er einen Murata 10µF X5R vor. Ein riesiger Elko würde an der Stelle gar nichts nützen, weil er bei 650kHz längst von ESR oder ESL dominiert ist. Der Stromripple durch den Kondensator beträgt laut TI 4A Peak Peak (wie es bei einem Buck-Regler mit 4A Ausgangsstrom halt sein muss).
Die Kapazitaet eines Buck Ausgangs Kondensers ergibt sich aus dem erlaubten Spannungsrippel (mV), der Ladezeit (us) und dem Strompuls (A).
Achim S. schrieb: > Frank schrieb: >> Mal doch mal die Schaltung hier auf, die Dir da so vorschwebt, dann >> reden wir mal weiter. > > bitte schön: du siehst die erste Schaltung, die der TI Webbench Designer > auswirft, wenn ich von 8V Eingang auf 4V Ausgang mit 4A Ausgangsstrom > gehe. Als Eingangskerko schlägt er einen Murata 10µF X5R vor. Ein > riesiger Elko würde an der Stelle gar nichts nützen, weil er bei 650kHz > längst von ESR oder ESL dominiert ist. > Der Stromripple durch den > Kondensator beträgt laut TI 4A Peak Peak (wie es bei einem Buck-Regler > mit 4A Ausgangsstrom halt sein muss). 1. Durch Cin fließen keine 4 Ampere Strom, warum auch? 2. Der TI Simulator behauptet das auch nicht. Die 4 Ampere beziehen sich auf den Strom, der am Ausgang zur Verfügung steht und der durch die externe Last (Iout) fließt. Der Kondensator Cin hat den Zweck die hochfrequenten Störungen die durch den Schaltregler erzeugt warden insoweit abzublocken, daß sie nicht auf die Masse- und Versorgungsleitungen wirken und somit andere Bauteile stören. Das TI Programm meint hier, daß diese Kapazität dafür ausreichend ist (was wohl eher davon abhängt, welche Störungen man will, man sollte sich da keinesfalls auf das Programm verlassen). Der Schaltplan ist aber fehlerhaft gezeichnet, weil der Abblockkondensator darin ungünstig positioniert ist. Er muß ganz nahe an die MOSFETS ran und das RC-Glied darf nicht davor kommen. So viel zu Deinem Schaltplan. Wie Du siehst eine (von der falschen Kondensatorpositionierung mal abgesehen) sinnvolle Schaltung. Und voila, miß mal den Strom im Kondensator, da ist nix mit 4 Ampere. Du kannst Dir auch mal überlegen, was passiert, wenn Du da einen 100 nF Kondensator oder einen 1000 Mikrofarad Kondensator dranhängst. Bei 100 nF steigen die Störungen an und der Strom durch den Kondensator wird kleiner, bei 1000 Mikrofarad, werden die Störungen kleiner und der Strom größer. (Geht auch mit 1 bzw. 100 Mikrofarad oder jeden anderen Wert). Der Stromfluß wird nicht nur durch die externe Schaltung eingeprägt, sondern ist eine Funktion der Kapazität, wie ich oben bereits dargelegt habe. Die Elektrolytkondensatoren haben ein Problem, durch ihren hohen ESR. Dadurch erwärmt sich der Kondensator stark, schon bei kleinen Strömen von 20-50 mA und Elkos vertragen hohe Temperaturen auch nicht gut. Bei den Keramikkondensatoren ist das durch den geringen ESR hingegen kein Problem. Trotzdem wäre es vorteilhaft in dieser Schaltung parallel zum Kerko noch einen Elko zu schalten. Das würde die niederfrequenten Störungen abblocken (der Kerko blockt im NF nicht gut ab). Hängt davon ab, was die Versorgung ist. Ist es ein weiteres Schaltnetzteil ist es vielleicht nicht ganz so schlimm. Beim parallelen Elko sollte man darauf achten, daß er einen möglichst hohen ESR hat, damit die entstehende Parallelresonanz möglichst gut gedämpft wird. Ggf. vor den Elko noch einen Widerstand schalten. Die von Dir vorgelegte Schaltung bestätigt somit meine Aussagen: Wie Du siehst ist nach den MOSFETs - also da wo enorme Rippleströme auftreten - überhaupt kein Kondensator geschaltet. Die Dämpfung der Rippleströme von ~>4 Ampere nimmt man über eine Spule vor. So funktionieren Schaltregler. Bei sehr kleinen Leistungen gibt es auch Varianten, die ohne Spule und nur mit einem Kondensator arbeiten, aber das sind Ausnahmen und außerdem sind es dann nur kleine Ströme. Ansonsten ist noch anzumerken, daß ein Elko an dieser Stelle (Cin) sehr wohl zur Abblockung auch hoher Frequenzen durch Beisteuerung seiner Induktivität beiträgt (zzgl. seiner hohen Fähigkeit zur Abblockung mittlerer Frequenzen).
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Frank schrieb: > So viel zu Deinem Schaltplan. Wie Du siehst eine (von der falschen > Kondensatorpositionierung mal abgesehen) sinnvolle Schaltung. Und voila, > miß mal den Strom im Kondensator, da ist nix mit 4 Ampere. bitteschön: du siehst den Strom durch Cin und die Spannung an Cin, "gemessen" vom TI Simulator. Und ich lese da 4A Peak Peak ab. Du schuldest uns noch die Antwort auf foos Frage: foo schrieb: > Hast du jemals Schaltnetzteile gebaut?
Achim S. schrieb: > Frank schrieb: >> So viel zu Deinem Schaltplan. Wie Du siehst eine (von der falschen >> Kondensatorpositionierung mal abgesehen) sinnvolle Schaltung. Und voila, >> miß mal den Strom im Kondensator, da ist nix mit 4 Ampere. > > bitteschön: du siehst den Strom durch Cin und die Spannung an Cin, > "gemessen" vom TI Simulator. Und ich lese da 4A Peak Peak ab. Und wieviel Strom ist das nun laut Simulation? Ich komme da auf 0,5 Ampere rms (vergiß pp, das gilt zudem auch nicht in der Simulation wegen der parasitären Leitungsinduktivitäten, die nicht in der Simulation enthalten sind). Und so wie es gezeichnet ist, glaube ich ist es noch weniger, weil der Strom durch den IC durch Rf fließt. Dadurch wird das IC gestört und die ganze Schaltung dürfte ggf. nicht funktionieren. Natürlich könnte man den Fehler im Schaltplan in einem Layout noch korrigieren, aber ich empfehle die Schaltpläne gleich richtig zu zeichnen. Und einen Peak von 4 Ampere sehe ich nicht mal in der Simulation, geschweige denn der Realität (mit parasitären Induktivitäten). Und wo wird bei einem Schaltnetzteil eine Niederimpedante Wechselspannung auf einen Kondensator gelegt? Nirgendwo. Weil da eine Spule sitzt. Stellt Euch mal die Hauptfrage: Und warum ist da eine Spule und kein Kondensator? Ich gebe Euch auch die Antwort: Weil man einfach viel zu viel Kapazität bräuchte. Gerade dieses Beispiel Schaltnetzteil zeigt genau auf, was ich bereits formuliert habe: Es gibt keine sinnvolle Anwendung. Sollte man wirklich hohe Ströme bedämpfen müssen braucht man eine Spule. Und wenn die Ströme klein sind? Dann geht es auch mit einem Kondensator. Beispiel Schaltnetzteil. Wenn ihr konkrete Fragen habt, wie man Schaltnetzteile baut und was man dabei beachten muß, helfe ich Euch gerne weiter. Die Schwächen in obiger Schaltung habe ich ja bereits aufgezeigt. Ansonsten: > Nochmal: Entweder wird der Rippletrom unterschritten oder die Schaltung > ist unsinnig. Ansonsten bitte eine sinnvolle Schaltung beifügen, bei der > der Ripplestrom durch den Kondensator merklich über 1 Ampere geht. Ich warte immer noch auf eine sinnvolle Schaltung. Wohlgemerkt hier geht es darum, daß der zulässige Ripplestrom eines Keramikkondensators mit einer sinnvollen Schaltung überhaupt überschritten warden kann.
Frank schrieb: > Ich warte immer noch auf eine sinnvolle Schaltung. Gut, damit unser Praktikant was lernt: http://www.linear.com/docs/43492 Bissl Parasiten am Eingang (Quelle und Cs) ergänzt und ich komme locker auf >1,7A RMS.... Die Sache mit den hochgetakteten Schaltnetzteilen und den kleinen Kapazitäten ist dir noch nicht so geläufig oder?
foo schrieb: > Frank schrieb: >> Ich warte immer noch auf eine sinnvolle Schaltung. > > Gut, damit unser Praktikant was lernt: > http://www.linear.com/docs/43492 Und weiter? Da ist natürlich wie immer eine Spule > Bissl Parasiten am Eingang (Quelle und Cs) ergänzt und ich komme locker > auf >1,7A RMS.... 1.) Der 1,7A RMS Strom fließt von wo nach wo und durch welches Bauteil, Deiner Meinung nach? 2.) 1,7 Ampere RMS überschreiten den zulässigen Ripplestrom eines 1210 Keramikkondensators nicht (der liegt bei einem 1210 bei ca. 5-7 Ampere wie schon oben in einem Beitrag geschrieben wurde). Bei diesen Strömen ist dann außerdem nicht nur die Induktivität zu berücksichtigen, sondern auch der parasitäre ohmsche Widerstand. Wie gesagt, mit einer sinnvollen Schaltung durch zu hohe Ströme macht man einen Kerko nicht tot. > Die Sache mit den hochgetakteten Schaltnetzteilen und den kleinen > Kapazitäten ist dir noch nicht so geläufig oder? Du müßtest erstmal erklären von was Du sprichst. Was verstehst Du unter hochgetaktet (10 MHz?) und von welchen Kapazitäten sprichst Du. Vielleicht fällt Euch ja doch noch eine sinnvolle Schaltung ein, ich bin jedenfalls gespannt. Ich gebe Euch mal eine kleine Denkhilfe: Wenn ihr hier dauerend Schaltungen raussucht, die vom Hersteller so (mehr oder weniger) empfohlen werden könnt ihr ja automatisch davon ausgehen, das in diesen nirgendwo die Bauteilgrenzwerte der eingezeichneten Bauteile überschritten werden. Das sollte doch auch den einfachsten einleuchten, oder nicht? Ihr müßtet jetzt also mal was eigenes erarbeiten, anstatt immer nur vorgekautes wiederzugeben, was ja sowieso nicht den zulässigen Ripplestrom überschreiten wird. Ja und leider sollte die Schaltung sinnvoll sein. Bei einem UKW-Sendeversärker die Antenne durch einen kerko austauschen ist bspw. keine sinnvolle Schaltung. Klar, oder? Eigenes Denken hilft.
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Frank schrieb: >> der Ripplestrom durch den Kondensator merklich über 1 Ampere geht. > Ich warte immer noch auf eine sinnvolle Schaltung. Na gut, ein mal lass ich mich noch drauf ein: wenn du im Webbench Designer einen Ausgangsstrom von 13A verlangst, dann bekommst du obigen Schaltungsentwurf. Der Effektivwert wird vom TI-Tool mit 7,29A angegeben, der exakte Wert würde von den Parasitics der 8V-Quelle abhängen. Der Peak-Peak wert sollte bei jeder realen 8V-Quelle wieder so groß sein wie der Ausgangsstrom (wie das halt bei Buck-Reglern so ist). Die 7,29A rms sind schon ne Menge, TI teilt sie hier auf drei Kerkos zu je 4,7µF auf. 4V/13A mögen keine ganz gebrächliche Anwendung sein, 1,8V/13A als POL-Regler sind üblich (für den Fall setzt TI 2x4,7µF ein). Noch einen weiteren Schaltungsvorschlag liefere ich dir aber erst, wenn du uns endlich verraten hast, welchen Strom ein von dir evtl. gebautes Schaltnetzteil denn so geliefert hat. (Nur zur Klarheit: es geht mir um eine tatsächlich gebaute Schaltung, nicht darum, wie viel Strom du mit deinem Buchwissen berechnet hast). Frank schrieb: > Wenn ihr konkrete Fragen habt, wie man Schaltnetzteile baut und was man > dabei beachten muß, helfe ich Euch gerne weiter. Besten Dank für dein freundliches Angebot, ich komme bisher auch ganz gut so klar (wenn ich mir auch tatsächlich ab und zu Anregungen aus dem TI Webbench Designer ziehe).
WehOhWeh schrieb: > Nein, X7R ist keine Materialangabe. Doch. x7R gibt Auskunft über den Tk, und der ist Materialabhängig. So kenne ich das. Also steht die Bezeichnung X7R für das verwendete Material mit einem für dieses Material spezifischem TK Wert.
foo schrieb: > Gut, damit unser Praktikant was lernt: Ich kann mir nicht vorstellen, dass er Praktikant ist. Sonst wäre er inzwischen vielleicht doch mal ins Grübeln gekommen, ob ihm nicht doch der Überblick über den Stand der Technik fehlt.
Frank schrieb: > 1.) Der 1,7A RMS Strom fließt von wo nach wo und durch welches Bauteil, > Deiner Meinung nach? Durch jeden der beiden primärseitigen Kondensatoren. Frank schrieb: > 2.) 1,7 Ampere RMS überschreiten den zulässigen Ripplestrom eines 1210 > Keramikkondensators nicht (der liegt bei einem 1210 bei ca. 5-7 Ampere > wie schon oben in einem Beitrag geschrieben wurde). Du wolltest >1 A und die hab ich dir geliefert, nur mal zur Erinnerung. Frank schrieb: > Nochmal: Entweder wird der Rippletrom unterschritten oder die Schaltung > ist unsinnig. Ansonsten bitte eine sinnvolle Schaltung beifügen, bei der > der Ripplestrom durch den Kondensator merklich über 1 Ampere geht.
Obwohl es sinnlos erscheint.. welcher Strom fliesst zu welcher Zeit durch welches Bauelement eines Buck Wandlers. Und bei einem Boost wandler auch grad noch. Als zeitliches Diagramm bitte
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SMD X7R 10µF 35V 1210 hört sich nach Murata GRM-Serie an. Für den gibt es Daten im Netz: http://psearch.murata.com/capacitor/product/GRM32ER7YA106KA12%23.html Bild ganz unten rechts: "Calorific property by ripple current" Beschreibt die Temperaturerhöhung in Abhängigkeit vom Strom.
Achim S. schrieb: > Frank schrieb: >>> der Ripplestrom durch den Kondensator merklich über 1 Ampere geht. >> Ich warte immer noch auf eine sinnvolle Schaltung. > > Na gut, ein mal lass ich mich noch drauf ein: wenn du im Webbench > Designer einen Ausgangsstrom von 13A verlangst, dann bekommst du obigen > Schaltungsentwurf. Der Effektivwert wird vom TI-Tool mit 7,29A > angegeben, der exakte Wert würde von den Parasitics der 8V-Quelle > abhängen. Der Peak-Peak wert sollte bei jeder realen 8V-Quelle wieder so > groß sein wie der Ausgangsstrom (wie das halt bei Buck-Reglern so ist). > Die 7,29A rms sind schon ne Menge, TI teilt sie hier auf drei Kerkos zu > je 4,7µF auf. Dabei muß man beachten: TI teilt den Strom von 7,29 Ampere nicht auf die drei Kondensatoren auf, sondern dieser hohe Strom kann überhaupt erst dadurch zustande kommen, daß man drei Kondensatoren ziemlich genau bei Serienresonanz verwendet. Bei nur einem Kondensator würde entsprechend weniger fließen und zwar ca. 2,43 Ampere. Diese 2,43 Ampere sind kein Problem für den einzelnen Kondensator. Insofern ist der Strom durch einen Kondensator nicht 7,29 Ampere sondern ca. 2,43 Ampere. Logischerweise wie ich schon sagte kommt natürlich von so einem Tool nur eine Schaltung, die die Bauteilebetriebsparameter nicht überschreitet. Ich glaube das sollte doch sehr einleuchtend sein, es ist aber anscheinend schwieriger zu verstehen. > 4V/13A mögen keine ganz gebrächliche Anwendung sein, 1,8V/13A als > POL-Regler sind üblich (für den Fall setzt TI 2x4,7µF ein). Das ist egal. Die Schaltung betrachte ich als ausreichend sinnvoll. Nicht mehr sinnvoll in meinem Sinne wäre sie nur, wenn sie gar nicht mehr funktionieren könnte, bzw. wenn sie keine vernünftige Funktion aufweist ( z.B. einfach nur Energie verbrennt). foo schrieb: > Frank schrieb: >> 1.) Der 1,7A RMS Strom fließt von wo nach wo und durch welches Bauteil, >> Deiner Meinung nach? > > Durch jeden der beiden primärseitigen Kondensatoren. > > Frank schrieb: >> 2.) 1,7 Ampere RMS überschreiten den zulässigen Ripplestrom eines 1210 >> Keramikkondensators nicht (der liegt bei einem 1210 bei ca. 5-7 Ampere >> wie schon oben in einem Beitrag geschrieben wurde). > > Du wolltest >1 A und die hab ich dir geliefert, nur mal zur Erinnerung. Nein ich wollte "merklich über 1 Ampere" und nicht größer 1 Ampere. Natürlich so viel, daß es den maximalen Ripplestrom des Kondensators überschreitet, denn darum geht es bei diesem Thema ja. Da die Kondensatoren unterschiedliche Maximalströme vertragen kann ich nicht einfach 7 Ampere schreiben, ein anderer schafft vielleicht 9 Ampere oder nur 5 Ampere. Ihr versteht den Zusammenhang offensichtlich immer noch nicht ganz. Deshalb hole ich hier mal ein bißchen aus: Wir nehmen einen Kondensator mit einer bestimmten Serienresonanzimpedanz. Ist die Impedanz hoch, verträgt der Kondensator nicht so viel Strom (also nur 5 Ampere bspw.). Dadurch daß die Impedanz aber hoch ist wird im Anwendungsfall aber auch nur ein kleinerer Strom fließen. Umgekehrt nehme ich einen Kondensator mit geringer Impedanz verträgt er mehr Strom. Es fließt auch mehr Strom, wegen der geringen Impedanz. Kanpp gesagt, ein Keramikkondensator läßt nur so viel Strom fließen wie er verträgt. Er ist also intrinsich (in sinnvollen Schaltungen, also wenn man nicht mit einer niederimpedanten HF-Quelle drauf geht) sicher. Aus diesem Grund gibt es keine Maximalstromangaben für Keramikkondensatoren, sie machen keinen Sinn. Ihr habt Euch wirklich Mühe gegeben und mit den Schaltwandlern Schaltungen rausgesucht die möglichst starke Störungen verursachen und trotzdem wurde in keinem Fall der Maximalstrom der Kondensatoren überschritten. > Besten Dank für dein freundliches Angebot, ich komme bisher auch ganz > gut so klar (wenn ich mir auch tatsächlich ab und zu Anregungen aus dem > TI Webbench Designer ziehe). Das freut mich. Dann bist Du ja auch sicherlich gut informiert über den Sinn und Zweck des Abblockkondensators. Dieser hat die Aufgabe, die Einkopplung der Störung durch den Schalttransistor auf das Versorgungsnetz und die Masse zu reduzieren. Deshalb verstehst Du auch, warum man dort manchmal mehrere Kondensatoren einsetzt und wie man diese plaziert. Auch den Zusammenhang zwischen dem Stromfluß durch den/die Kondensatoren und was das für die Störungseinkopplung bedeutet verstehst Du dann natürlich. Du hast ja schon in obigem Beispiel gesehen, daß trotz der Abblockung eine HF-Störspannungsquelle von 50 mV rms auf dem Masse- und Versorgungsnetz verbleibt. Du kannst jetzt diese verbleibende Störspannung durch die Vervielfachung der Kondensatoranzahl reduzieren. Was passiert dann mit dem Gesamtstrom durch alle Kondensatoren? Er steigt. Und was passiert mit dem Strom durch einen einzelnen Kondensator? Er bleibt gleich. Warum siehe oben (Impedanz). Deshalb kannst Du folgende Frage sicherlich problemlos beantworten: Auf was müßt ihr also bei den (Keramik-)Eingangskondensatoren schauen? a) Daß die verbleibende Störspannung ausreichend abgeblockt wird. b) Daß der Maximalstrom der Kondensatoren nicht überschritten wird (Tip: Nur eine Antwort ist richtig, einen Pluspunkt gibt es für den, der erläutert, warum nur die eine Antwort richtig sein kann) Zusätzlich möchte ich noch kurz erklären, wie Kondensatoren aufgebaut sind, und warum für einige Kondensatorarten der Maximalstrom keine Rolle spielt und für andere schon. Die moisten Kondensatoren sind als Plattenkondensatoren aufgebaut. Die haben zwei Platten und eine dielektrische Schicht dazwischen. Eine Ausnahme davon bilden Elektrolytkondensatoren. Diese besitzen nur eine Platte. Die andere ist ein Elektrolyt. Da kein Elektrolyt gut leitet, hat natürlich die Elektrolytschicht einen höheren Widerstand als Metall. Dadurch wird die Elektrolytschicht schon bei kleineren Strömen recht heiß. Diese Hitze läßt das Elektrolyt verdampfen. Deshalb hat so ein Kondensator eine schon bauartbedingte Lebenszeit (z.B. 1000 h bei 85°C). Der bei Elektrolytkondensatoren angegebene maximale Ripplestrom besagt, daß sich hierbei der Kondensator auf eben diese 85°C erhitzt und das 1000 h durch hält. Deshalb muß man einen Elektrolytkondensator immer deutlich unterhalb des maximalen Ripplestroms betreiben. Bei einem Plattenkondensator verhält es sich hingegen folgendermaßen: Besitzt er eine hohe Kapazität, also viele Metalllagen, dann hat er einen geringeren Widerstand und es kann mehr Strom fließen. Durch die mehr Lagen erzeugt aber ein höherer Stromfluß keine höhere Verlustleistung. Ein Plattenkondensator wie z.B. Keramikkondensatoren sind dadurch (praktisch = sinnvolle Schaltung) nicht durch einen maximalen Stromfluß begrenzt. Deshalb kann man einen Plattenkondensator wie z.B. Kermaikkondensatoren auch dauerhaft mit maximalen Strom betreiben. Grenzwertig könnten eventuell starke Wechselbelastungen sein (also kalt/heiß im ständigen Wechsel). So jetzt wißt ihr alles was ihr braucht denke ich.
Frank schrieb: > Der bei > Elektrolytkondensatoren angegebene maximale Ripplestrom besagt, daß sich > hierbei der Kondensator auf eben diese 85°C erhitzt Bestimmt nicht.
Frank schrieb: > So jetzt wißt ihr alles was ihr braucht denke ich. So allwissend wie Du werden wir leider nie werden ;-/ Dazu steht uns der gesunde Menschenverstand bei fast all Deinen Ausführungen im Wege...
Frank schrieb: >> Frank schrieb: >>> 2.) 1,7 Ampere RMS überschreiten den zulässigen Ripplestrom eines 1210 >>> Keramikkondensators nicht (der liegt bei einem 1210 bei ca. 5-7 Ampere >>> wie schon oben in einem Beitrag geschrieben wurde). >> >> Du wolltest >1 A und die hab ich dir geliefert, nur mal zur Erinnerung. > Nein ich wollte "merklich über 1 Ampere" und nicht größer 1 Ampere. > Natürlich so viel, daß es den maximalen Ripplestrom des Kondensators > überschreitet, denn darum geht es bei diesem Thema ja. Da die > Kondensatoren unterschiedliche Maximalströme vertragen kann ich nicht > einfach 7 Ampere schreiben, ein anderer schafft vielleicht 9 Ampere oder > nur 5 Ampere. Ja, lass stecken, an der Stelle lohnt es sich einfach nicht mehr weiter zu machen, das ist Zeitverschwendung und für sowas bin ich zu alt.
Inzwischen gibt es ja preiswerte Kerkos mit hohen Kapazitäten und da ist die Strombelastbarkeit schon ein wichtiges Thema. Z.B. bei Spannungsvervielfacherschaltungen oder Halbbrücke mit kapazitivem Mittelpunkt, möchte man schon wissen, wieviel Ampere man ziehen darf, ohne das einem alles um die Ohren fliegt. Ich hab da nicht soviel Vertrauen, ob ein 0603 Kerko wirklich mehrere Ampere aushält. Ich vermisse daher auch konkrete Angaben der Hersteller, wie sie ja bei Elkos üblich sind. Daß Tantals keine Ströme vertragen, weiß man ja inzwischen.
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Die Strombelastbarkeit der Keramischen Kondensatoren ist schon sehr hoch und selten begrenzend. In der Regel wird man kaum mehr als 1 V Rippel haben wollen. Wenn dann 1 A an Wechselstrom durch den Kondensator fließt ist das eine Scheinleistung von 1 VA. Bei einem schon eher hohen Tan Phi von 1E-3 gibt das gerade mal 1 mW an Verlustleistung - das sollte selbst die baugröße 0402 nicht vor Probleme stellen. Um da auf 100 mW zu kommen (das sollte man Bauform 1206 noch loswerden) wäre man bei 10 A. Für so hohe Ströme will man den Strom auch nicht unbedingt so sehr konzentrieren, schon wegen der Induktivität und dem Widerstand der Zuleitung. Eine Verstärkte Leiterbahn zum Kondensator ist wegen der mechanischen Belastung auch keine so gut Idee. Es gibt aber schon extreme Anwendungen wo auch mal viel Strom durch einen Kondensator gehen muss, etwa bei größeren Sendern, Funkenerosion, oder bei der Induktiven Erwärmung. Da hat man dann aber auch eine eher hohe Spannung am Kondensator. Da gibt es dann ggf. auch Kondensatoren mit Wasserkühlung.
Lassen wir den Poster doch mal den Elektrolyt per einer Elektrode ein wenig vor sich hin destillieren. Ich denke wir sollten's mal mit Schnaps als Elektrolyt versuchen. Dem schaut man gern zu... und er destilliert bei 78 Grad oder so.
Frank schrieb: > So jetzt wißt ihr alles was ihr braucht denke ich. Ich denke nicht jeder Anfänger begreift, dass der Beitrag offensichtlich Satire ist. Deshalb möchte ich die wichtigsten Punkte noch einmal klar stellen: 1. Der Ripplestrom in einem Schaltnetzteil ist keine Störung und schon gar keine Resonanz. Er ist der prinzipbedingte Wechselstrom durch die Drossel und lediglich von der Topologie, der Differenz von Eingangs/Ausgangsspanung und der Induktivität abhängig. Eine Erklärung gibt es z.B. hier: http://www.powerloss.de/2012/04/grundsatzliches-zum-tiefsetzsteller/ Auf der Seite findet man auch LTSpice-Simulationen von Schaltnetzteilen. Eine weitere gute Quelle ist die bekannte Seite von Herrn Schmidt-Walter: http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html Man kann die Induktivität bei einem Buckwandler durchaus so auslegen, dass der Effektivwert des Ripplestroms halb so groß wie der Ausgangsstrom ist. Beim Boostwandler geht sogar deutlich mehr, allerdings sieht der Ausgangskondensator da eine andere Stromform und einen geringeren Effektivwert. 2. Da der Ausgangskondensator im Frequenzbereich einen Kurzschluss darstellt, sieht er den vollen Ripplestrom. Die Kapazität spielt dabei keine Rolle, sie beeinflusst lediglich die Ripplespannung. Normalerweise fließt nur ein vernachlässigbarer Anteil des Ripplestromes in die Last (Ausnahme sind unter Umständen LED-Netzteile o.Ä.) 3. Der Strom im Eingangskondensator ist im Wesentlichen von der Impedanz der Quelle abhängig. Im schlimmsten Fall kann auch hier der volle Ripplestrom fließen. 4. Ein Bauteil kann nicht unterscheiden, ob eine Schaltung sinnvoll ist oder nicht. Also kann es sich auch nicht "instrinsisch" schützen, wenn es sich um eine nicht sinnvolle Schaltung handelt. Einen Kerko kann man theoretisch in einem Schaltnetzteil schon überfahren. Rein praktisch ist das nur schwierig, weil dort quasi keine Verlustleistung entsteht und die Leiterbahnen und Pads wohl eher das begrenzende Element sind. Das hat aber nichts mit einer ominösen Schutzwirkung zu tun.
Noch ein paar Details zu Schaltreglern. Beim Buck Regler, dh Stepdown : Die Ausgangsspannung ist die Eingangsspannung mal der Dutycycle. Verluste lassen wir mal weg. Bei 10% Duty cycle bekommt man 10% der Spannung. Der DC Ausgangsstrom ist auch grad der Puls-Eingangsstrom. Also 100V zu 10V/10A bedeutet 100V, 10A am Eingnag mit 10A bei 10% Duty. Und die 10A gepulst kommen aus dem Eingangskondenser. Die Dimensionierung : Die Stromanstiegszeit ist abhaengig von der Spule. Und der Spannungsrippel vom Kondenser. Da muss man eben mal etwas simulieren. Vereinfacht. Sie Spule darf einen grossen Wert haben, muss aber auf den Pulsstrom ausgelegt sein, sonst saettigt sie. Die Stromaenderung pro Periode sollte hinreichen klein sein. Speziell sollte der Strom nicht verschwinden. Der Kondenser sollte auch hinreichend gross sein. Der Spannungsrippel sollte einiges kleiner als die Ausgangsspannung sein. Bein Boost Regler, dh Stepup : Laeuft aehnlich, nur ist die Uebersetzung eins durch den Duty. Mit 10% Duty wird verzehnfacht. Und man muss den 10fachen Ausgangsstrom bringen. Der kommt dann auch aus dem Kondenser. ..
Peter Dannegger schrieb: > Daß Tantals keine Ströme vertragen, weiß man ja inzwischen. Oha, bloß gut, dass die das nicht wissen.
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