Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welche Folgeschäden durch gealtere Primär oder Sekundär Elkos beim Schaltnetzteil


von Max S. (maximus-minimus)


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Werden andere Bauteile, wie Dioden oder Fets mehr belastet, wenn die 
Elkos am Ende sind?
Wenn ein Schaltnetzteil nach vielen Betriebsstunden immer heißer wird, 
woran kann das dann liegen?
Ist bei allen Netzteilen so die hier im Einsatz sind..werden immer 
heißer und dann gehen sie irgendwann in Rauch auf..
Alle Fets takten aber noch

: Verschoben durch User
von Thomas B. (thombde)


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Sag doch mal den Namen der Netzteile.
Mean Well?

von mhh (Gast)


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Max S. schrieb:
> Werden andere Bauteile, wie Dioden oder Fets mehr belastet, wenn die
> Elkos am Ende sind?

Stark allgemein: ja

Max S. schrieb:
> Wenn ein Schaltnetzteil nach vielen Betriebsstunden immer heißer wird,
> woran kann das dann liegen?

Primärelko Kapazität verloren. Kalte Lötstellen. u.a.

von Sven D. (Gast)


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Dreck auf den Kühlkörpern kann die Konvektion verhindern.

von Jens G. (jensig)


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Na dann prüfe doch mal, welche Bauteile heiser werden. Daß das ganze NT 
heiser wird, ist doch etwas sehr unspezifisch ...
Die Elkos könnten aber durchaus die Wärmequelle sein, wenn die älter 
werden.

von Max S. (maximus-minimus)


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ja, Meanwell

von Max S. (maximus-minimus)


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es werden die Fets sekundärseitig zu heiß..aber wenn jemandem das 
Problem bekannt ist, wird er das ja wissen ;-)

von Jens G. (jensig)


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>es werden die Fets sekundärseitig zu heiß..aber wenn jemandem das
>Problem bekannt ist, wird er das ja wissen ;-)

Was heist "zu heiß"? Wenn man es als heiß empfindet, dann muß es dem 
Halbleiter noch lange nicht zu heiß sein.

von Max S. (maximus-minimus)


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Hat da niemand eine Idee?
Bitte die Frage richtig lesen..
Die Fets werden wärmer..bevor sie kaputt gehen.
Das bedeutet sie sind wärmer als sonst...und gehen dann kaputt..keine 
Ahnung wie ich das noch verständlicher formulieren soll

Der Aufbau der Meanwell Geräte ist an sich nicht schlecht, nur altern 
die halt wie alle anderen Geräte auch, wenn die immer Vollast laufen

von Thomas B. (thombde)


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Max S. schrieb:
> nur altern
> die halt wie alle anderen Geräte auch, wenn die immer Vollast laufen

Nur halt schneller als Markengeräte.

Max S. schrieb:
> Die Fets werden wärmer..bevor sie kaputt gehen.
> Das bedeutet sie sind wärmer als sonst...und gehen dann kaputt..keine
> Ahnung wie ich das noch verständlicher formulieren soll

Könnte am höheren Ripple liegen, weil die Kondensatoren altern.
Beim “C“ kann man am meisten Geld sparen.
Dann Packungsdichte, Kühlung usw.

von Max S. (maximus-minimus)


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PAckungsdichte, kühlung kann es nicht sein, anfangs sind die ja selbst 
bei 120A absolut kühl..

von Max S. (maximus-minimus)


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daher ist das wie gesagt, eher eine allgemeine Frage..
PC Netzteile werden vor ihrem Tot auch gerne schweine heiß....

von Thomas B. (thombde)


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Von der Temperatur her sind die Elko´s am anfälligsten.
Meine Erfahrung und Meinung.

Gruß
Thomas

von Max S. (maximus-minimus)


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wie gesagrt..werden die Netzteile ja anfangs nicht warm....
Wenn also die Elkos taub sind..wird dann das Netzteil wärmer??!

von Jens G. (jensig)


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>Bitte die Frage richtig lesen..
>Die Fets werden wärmer..bevor sie kaputt gehen.

Von kaputten FETs hast Du anfangs aber nix geschrieben, sondern:

>Alle Fets takten aber noch

von Thomas B. (thombde)


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Max S. schrieb:
> wie gesagrt..werden die Netzteile ja anfangs nicht warm....
> Wenn also die Elkos taub sind..wird dann das Netzteil wärmer??!

Ja, und ESR steigt auch

von Franz B. (rcs)


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Max S. schrieb:
> Wenn also die Elkos taub sind..wird dann das Netzteil wärmer??!

Ja. Auch wenn die Elkos noch eingermassen Kapazität haben- der 
Innenwiderstand steigt. Und somit auch die Verlustleistung der Elkos.

von Max S. (maximus-minimus)


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was nicht meine Frage erklärt...Du meisnt Elkos altern durch wärme..das 
weiß ja jeder der sich mit Elektronik beschäftigt...
Die eigentlich Frage lautet aber, werden die Fets heißer, wenn die Elkos 
taub sind....

von Franz B. (rcs)


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Max S. schrieb:
> was nicht meine Frage erklärt...Du meisnt Elkos altern durch wärme..das
> weiß ja jeder der sich mit Elektronik beschäftigt...
> Die eigentlich Frage lautet aber, werden die Fets heißer, wenn die Elkos
> taub sind....

Du hast bei tauben Elkos einen höheren Riplestrom. Und nein, dieser 
Riplestrom kühlt deine FET nicht.

von Jens G. (jensig)


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>Die eigentlich Frage lautet aber, werden die Fets heißer, wenn die Elkos
>taub sind....

Nicht unbedingt, bzw. nur leicht wärmer (irgendiwe muß die zusätzliche 
Verlustleistung der Elkos ja über die Mosfets geschaufelt werden).
Wenn die selbst bei leichter Last deutlich stärker heizen, dann liegt es 
vielleicht eher daran, daß die Regelung unsauber die Mosfets ansteuert. 
Wäre dann also doch ein Scheiß-SNT.

Übrigens glaube ich nicht, daß ein neueres SNT bei Volllast absolut kalt 
bleibt. Das würde ja bedeuten, daß die Teile total überdimensioniert 
wären.
Hast Du aktuell ein neues und altes SNT, die Du direkt vergleichen 
kannst? Oder ist das nur Deine Erinnerung, daß die damals angeblich 
kälter waren?
Deswegen auch fragte ich vorhin, was bei Dir "heiß" bedeutet ...

von Thomas B. (thombde)


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Max S. schrieb:
> Die eigentlich Frage lautet aber, werden die Fets heißer, wenn die Elkos
> taub sind....

Wenn die Fets nicht mit vernünftigem Gleichstrom versorgt werden, dann 
schalten die nicht mehr richtig durch.
Dadurch steigt der RDS_on  und die Verluste.
Das ist doch ein Folgeeffekt.
Gibt natürlich noch mehr Gründe..
Aber das musst Du dann mit dem Oszi messen.

von Max S. (maximus-minimus)


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ich habe 5!! dieser Geräte und JA sie bleiben neu absolut kalt, und 
nein, ich halte Mean Well auch nicht für schrott....
Die Geräte werden turnusmäßig getauscht oder sollen nun halt imemr 
repariert werden..nur dazu müsste ich wissen was an Schaltnetzteilen der 
GRund ist..
Es hat wie gesagt nichts mit der Marke zu tun, das ist bei JEDEM mir 
bekannten Schaltnetzteil so, egal ob PC Netzrteile  teure 3KW HP Server 
Netzteile 3KW Nean Well etc pp

Also eine generelle Frage die alle Schaltnetzteile offenbar 
betrifft..kurz vor Lebensende werden meist deutlich die Kühlrippen vomn 
Schaltnetzteilen wäörmer..
Die Ansteuerung schien mir saubrr zu sein sehr rechteckig 11V

von Jens G. (jensig)


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Na dann vergleiche mal alt und neu, wie die Ripplespannungen über den 
Elkos prim. und sek. so sind? Sollte ja bei älteren Elkos deutlich mehr 
sein. Dann sollte sich daraus evtl. ableiten lassen, ob es an den Elks 
liegen könnte.

von Thomas B. (thombde)


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Thomas B. schrieb:
> Sag doch mal den Namen der Netzteile.
> Mean Well?

Sorry:

OK, gibt auch ungute SNT von anderen Herstellern.
Aber Meanwell ist schon sehr bekannt.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Max S. schrieb:
> kurz vor Lebensende werden meist deutlich die Kühlrippen vomn
> Schaltnetzteilen wäörmer..

Das ist oft ein Schneeballeffekt, der in den Elkos abläuft. Wenn sie 
warm werden, trocknen sie aus, dadurch steigt ihr Innenwiderstand und 
ESR, dadurch wird mehr in Wärme umgewandelt, die den Elko aufheizt...
Manche Elkos blasen ab, und manche explodieren dann. Das sind die 
offensichtlichen Folgeschäden. Wenn da mehrere Elkos parallelgeschaltet 
sind, wird ein defekter Elko auch seine Nachbarn mit mehr Strom 
belasten, die dadurch auch schneller draufgehen.

Und natürlich kann extremer Ripple auf der Ausgansgspannung auch die vom 
Netzteil gespeiste Schaltung zerhämmern - kommt drauf an, wie gut die 
nochmal intern geblockt ist und ob die Regelung des defekten Netzteil 
noch retten kann oder ausser Tritt gerät.

von Max S. (maximus-minimus)


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Das Netzteil wird ja normalerweise nicht warm, also altern die Elkos 
dadurch auch nicht übermässig..bzw trocknen nicht aus...

Also daher bleibt wie gesagt nur die Frage...werden die FETS!! wärmer 
wenn die Elkos weicher werden, optisch aber alles neuwertig ist!
Also keine gebeulten Elkos oder ausgelaufen.

Ein Vergleich ist nicht mehr möglich da mittlerweile alle an der 
Verschleissgrenze sind und auch zwei neue nicht mehr so funktionieren 
wie die alte Serie...hier habe ich noch nicht nachgesehen ob evtl also 
Fets verbaut wurden

Einer hat das bislang mit ja vermutet.aber das reicht nicht um es als 
richtig hinnehmen zu können..

von Stefan F. (Gast)


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Wenn der Ausgangs-Elko hochohmig wird, kann es passieren, dass am 
Ausgang des Netzteils kurze Peaks mit Überspannung heraus kommen. Die 
wiederum können unter Umständen die nachfolgende Schaltung zerstören.

von Max S. (maximus-minimus)


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Die schaltung außerhalb des Netzteils spielt keine Rolle

von Max S. (maximus-minimus)


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werden die Fets IM NEtzteil dadurch warm? auf dem oszi sind keine Peaks.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Max S. schrieb:
> Das Netzteil wird ja normalerweise nicht warm, also altern die Elkos
> dadurch auch nicht übermässig..bzw trocknen nicht aus...

Doch, die werden warm. Das ist bei Elkos mit niedrigem ESR am Anfang 
kein Problem, aber diese werden eben aus Kostengründen oft nur als 
solche bezeichnet. ESR sorgt für Verluste im Elko, die in Form von Wärme 
abgegeben werden.
Je höher die Taktfrequenz des SNT, desto höher diese Verluste. Und dann 
setzt der o.a. Lawineneffekt irgendwann ein.

von Max S. (maximus-minimus)


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aber es geht doch um die zu heißen Fets die abrauchen....

von Joachim B. (jar)


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Max S. schrieb:
> aber es geht doch um die zu heißen Fets die abrauchen....

na die werden mehr belastet wenn sie öfter schalten müssen und sie 
müssen öfter schalten weil die Kondis nicht mehr so lange buffern.

Oft sind die Probleme hausgemacht, da werden 85°C Kondis dicht an zu 
kleine Kühlkörper verbaut was die Kondis schneller altern lässt.

von Max S. (maximus-minimus)


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also wird der Takt erhöht..sowas vermutete ich, wollte ich aber 
begründet haben, sehen das andere hier auch so?!

von Mark S. (voltwide)


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Elkos haben eine begrenzte Lebensdauer, steht in jedem Datenblatt.
Diese hängt stark mit der Arbeitstemperatur zusammen (Arrhenius läßt 
grüßen).
Also: Wieviele Betriebsstunden hat ein "altes" Netzteil hinter sich?
Und bei welcher Betriebstemperatur, gemessen am Elko?

Nimm doch mal ein altes Netzteil, das noch funktioniert und ersetze die 
Elkos im Sekundärkreis durch frische mit niedrigem ESR. Und dann 
vergleiche die Wärmeentwicklung.

von Eddy C. (chrisi)


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Max S. schrieb:
> Ist bei allen Netzteilen so die hier im Einsatz sind..werden immer
> heißer und dann gehen sie irgendwann in Rauch auf..
> Alle Fets takten aber noch

Max S. schrieb:
> aber es geht doch um die zu heißen Fets die abrauchen....

Gehen die FETs nun kaputt oder nicht?

Habt ihr schon mal defekte oder verdächtige Elkos getauscht?


Dass sich die Ripplespannung an den Elkos mit der Zeit erhöht, ist 
sicher.

Der ESR erhöht sich ebenfalls.

Die Verlustleitung im ESR des Elko steigt daher mit der Zeit, womit sich 
der Ausfallzeitpunkt überproportional schnell nähert.

Dass der Ripplestrom in den Elkos steigen soll, sehe ich nicht. 
Jedenfalls nicht in dem Maße, dass er FETs zerstört.

Wenn, dann zerlegt es zunächst den Elko komplett und das reißt dann auch 
den einen oder anderen FET mit sich, weil Induktionsspannungen und/oder 
Ströme nicht mehr aufgefangen werden.

von Max S. (maximus-minimus)


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so irre viel Betriebsstunden schaffen die nicht, da immer Vollast (120A 
Angabe,real 136-142A)

also doch nicht die Elkos?

Ich hatte gedacht so eine Allgemeine Frage würde hier innerhalb von drei 
Posts beantwortet sein...für jemanden der sich mit Schaltwandlern 
auskennt sollte das doch ein leichtes sein...

Dann versuche ich es doch selber weiter..das ist wohl doch einfacher

von Max S. (maximus-minimus)


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würde sowieso immer noch die Frage ob nur Sekundär Elko oder auch primär 
im Raum stehen

von Lachender Eskimo (Gast)


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Wenn die Ladeelkos Kapazität verlieren erhöht sich der Ripple und damit 
sinkt die mittlere Spannung.
Durch zunehmenden ESR sinkt die mittlere Spannung (bei Stromentnahme) 
zusätzlich.
Um weiterhin die gleiche Leistung übertragen zu können, müssen die FETs 
entsprechend mehr Strom schalten.
P = U * I
Bedeutet: pro Takt länger eingeschaltet sein.
Der Strom durch die FETs steigt pro Takt linear an (bei ungesättigter 
Induktivität).
Am meisten Strom fliesst also bei Taktende und dieses Taktende zögert 
sich mit der Zeit immer weiter hinaus.
Die grössten Durchlassverluste entstehen bei hohem Strom.
Die Verluste steigen sogar quadratisch:
Pv = I  I  Ron.
Durch die zunehmende Einschalt-Taktverlängerung kommt da also zunehmend 
was dazu.
Desweiteren erhöht sich der Ron des FET mit steigender Temperatur.
Also werden die Verluste dadurch auch noch höher.
Sollten die Induktivitäten knapp bemessen sein, steigt der Strom gegen 
Taktende mehr als nur linear (gleitender Übergang hin zur Sättigung)
Dadurch kämen nochmals weitere Verluste hinzu (wieder quadratisch).

Mit schlechter werdenden Elkos bekommt man also ein zusätzliches 
wachsendes Strom * Zeit-Integral, das sich bzgl. Erwärmung quadratisch 
auswirkt.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Max S. schrieb:
> würde sowieso immer noch die Frage ob nur Sekundär Elko oder auch primär
> im Raum stehen

Die sekundären Elkos sind allesamt der SNT Frequenz ausgesetzt und 
altern daher schneller als z.B. der dicke Netzsiebelko auf der 
Primärseite. Dieser lebt meistens sehr lange und muss ja auch nur 100 Hz 
absieben.

Auf der Primärseite gibt es je nach Schaltung allerdings auch ein/zwei 
Elkos, die mit der Schaltfrequenz zurechtkommen müssen, meistens sind 
das die Elkos zur Siebung der Hilfsspannung, die aus dem Trafo gewonnen 
wird, um den SNT Controller zu speisen und evtl. Koppelelkos.

Max S. schrieb:
> so irre viel Betriebsstunden schaffen die nicht, da immer Vollast (120A
> Angabe,real 136-142A)

Du überlastest also mit voller Absicht das Netzteil? Warum? Würdest du 
ein für die Last etwas grosszügiger dimensioniertes nehmen, würde sich 
die Lebensdauer mit Sicherheit erhöhen.

: Bearbeitet durch User
von Johannes O. (jojo_2)


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Max S. schrieb:
> so irre viel Betriebsstunden schaffen die nicht, da immer Vollast (120A
> Angabe,real 136-142A)

da wundert mich nichts mehr...
Zwei Möglichkeiten:
1. Du überlastest es nicht mehr
2. Du verwendest eines, welches diesen Strom auch laut Spezifikation 
kann

Es lohnt sich GAR NICHT, über irgendwelche Ausfallmechanismen zu 
diskutieren, wenn du das Gerät absichtlich überlastest.

Nur zur Info: Bei 140A statt 120A hast du mehr als +33% Wärmeentwicklung 
an Widerständen, die Verlustleistung geht quadratisch mit dem Strom 
hoch! Das dürfte auch für Elkos (ESR!) usw. gelten...

von F. F. (foldi)


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Max S. schrieb:
> ich habe 5!! dieser Geräte und JA sie bleiben neu absolut kalt, und
> nein, ich halte Mean Well auch nicht für schrott....

Dann nimm doch mal ein Oszi und Vergleiche doch ein neues (kaltes) mit 
einem altem (warmen) Netzteil. Ums leichter zu machen, kannst du ja die 
Temperaturen mit einem geeigneten Messgerät messen und in diesem Bereich 
mit den Vergleichen anfangen.

von Armin X. (werweiswas)


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Bei meinem älteren Pioneer Magnetic (15V@ 100A) außerte sich der 
Kapazitätrückgang der Ausgangselkos dadurch, dass es den Ausgangsstrom 
nicht mehr schaffte und in de Knie ging.
Beim 5V 300A ist es ebenso.

PS

: Bearbeitet durch User
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