Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Geplatzte 25V-Elkos im 12V-Netzteil gegen 16V Low ESR austauschen?


von Dieter S. (nirwana)


Lesenswert?

Hallo,
in einem 19"-Monitor sind ein halbes Dutzend 25V CrapXon-Elkos 
aufgequollen und teilweise schon geplatzt. Ich habe jetzt nur 16V Typen 
mit low ESR (Nichicon HZ). Die Elkos sitzen am 12V- und 5V-Ausgang der 
Gleichrichtung (Dioden, keine Synchrongleichrichtung). Normal müsste bei 
16V noch genug Luft nach oben sein. Oder reicht das nicht aus?

lg
Dieter

: Verschoben durch User
von Bastler (Gast)


Lesenswert?

Hallo

ja eigentlich sollte das ausreichen, auf der 5V Seite auf "jeden Fall" 
(streng genommen bräuchte man einen Schaltplan und Infos über die 
Qualität der Eingangsspannung) und auch auf der 12 V Seite sollt 
eigentlich genug Reserve vorhanden sein.

Aber wenn man den Forum und den Praktikern glauben darf ist 25V "besser" 
und vor zu ziehen, wobei mich bei solchen Sachen als "Halblaien" immer 
die Frage aufstellt:
16V (xx Volt)halten die Kondensatoren  (oder beliebige andere Grenzwerte 
bei anderen Bauteilen) aus, wenn jetzt definiert ist das auch im 
schlechtesten Fall diese Grenzen nicht überschritten werden so sollte 
doch eigentlich immer das Bauteil ausreichen was diese Werte aushält.
Es werden aber oft trotzdem deutlich "besser" Werte genommen, warum 
eigentlich?

Bei Temperaturen (und somit indirekt Leistung und Strom) kann ich das 
noch nachvollziehen (Lebensdauer), aber warum auch bei Spannungen und 
ähnlichen Werten - wie gesagt die "worst case" Werte der jeweiligen 
Schaltung sollen als abgedeckt vorausgesetzt werden ?!

Bastler

von Athlon N. (athlon)


Lesenswert?

12*sqrt(2) = ca. 17V
Unter der Voraussetzung, dass die Spg. vor Gleichrichtung sinusförmig 
ist.

von MiWi (Gast)


Lesenswert?

Dieter S. schrieb:
> Hallo,
> in einem 19"-Monitor sind ein halbes Dutzend 25V CrapXon-Elkos
> aufgequollen und teilweise schon geplatzt. Ich habe jetzt nur 16V Typen
> mit low ESR (Nichicon HZ). Die Elkos sitzen am 12V- und 5V-Ausgang der
> Gleichrichtung (Dioden, keine Synchrongleichrichtung). Normal müsste bei
> 16V noch genug Luft nach oben sein. Oder reicht das nicht aus?
>
> lg
> Dieter

Die neuen Kapzitäten sind ident oder höher als die orginalen Crapcos?

Wenn ja: Bis zum nächsten Elkotausch paßt das schon.

Miwi

von Horst (Gast)


Lesenswert?

MiWi schrieb:
> Wenn ja: Bis zum nächsten Elkotausch paßt das schon.

Allerdiings dürfte der dann deutlich früher erfolgen müssen.

von MiWi (Gast)


Lesenswert?

Horst schrieb:
> MiWi schrieb:
>> Wenn ja: Bis zum nächsten Elkotausch paßt das schon.
>
> Allerdiings dürfte der dann deutlich früher erfolgen müssen.

So... hintergründig... war das auch gemeint...

MiWi

von Rolf M. (rmagnus)


Lesenswert?

Athlon N. schrieb:
> 12*sqrt(2) = ca. 17V

Denk da nochmal drüber nach.

von Mark S. (voltwide)


Lesenswert?

Athlon N. schrieb:
> 12*sqrt(2) = ca. 17V
> Unter der Voraussetzung, dass die Spg. vor Gleichrichtung sinusförmig
> ist.

Nicht zutreffend, hier geht es um den Sekundärkreis eines 
Schaltnetzteiles.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


Lesenswert?

Immerhin sollen die Elkos relativ hohe Spitzenströme aushalten, während 
die Dioden leiten.

MfG

Beitrag #5010290 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Um es mal so zu sagen: ich würde in einem 12V SNT keine 16V Elkos 
verbauen. Und auch an dieser Stelle keine 25V durch 16V Elkos ersetzen. 
Besonders dann nicht, wenn die 25V Elkos auf irgendeine Art kaputt 
gegangen sind...

: Bearbeitet durch Moderator
von Rolf M. (rmagnus)


Lesenswert?

Mark S. schrieb:
> Nicht zutreffend, hier geht es um den Sekundärkreis eines
> Schaltnetzteiles.

Auch bei einem klassischen Netzteil mit Sinus ist es nicht zutreffend, 
denn die 12V sind ja nicht die Effektivspannung, sondern die 
Gleichspannung am Ausgang, die der Spitzenspannung entspricht. Die 
nochmal mit der Wurzel aus 2 zu multiplizieren, ist Blödsinn.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Lothar M. schrieb:
> Besonders dann nicht, wenn die 25V Elkos auf irgendeine Art kaputt
> gegangen sind...

CapXon waren schon ab Werk kaputt.

von cap (Gast)


Lesenswert?

Dieter S. schrieb:
> Hallo,
> in einem 19"-Monitor sind ein halbes Dutzend 25V CrapXon-Elkos
> aufgequollen und teilweise schon geplatzt. Ich habe jetzt nur 16V Typen
> mit low ESR (Nichicon HZ). Die Elkos sitzen am 12V- und 5V-Ausgang der
> Gleichrichtung (Dioden, keine Synchrongleichrichtung). Normal müsste bei
> 16V noch genug Luft nach oben sein. Oder reicht das nicht aus?


Das Problem hier ist, dass häufig mehrere Sachen in einen Topf geworfen 
und teilweise fälschlicherweise gleichbehandelt werden.

Zu Ihrer Frage: Der von Ihnen angesprochene 16V-Elko ist bis zu einer 
Betriebsspannung von 16V (siehe Datenblatt) spezifiziert. Auch mit den 
üblichen Ausgangsspannungstoleranzen wird Ihre 12V-Rail niemals 
annähernd an 16V heran kommen. Die Antwort auf Ihre Frage ist also: Ein 
16V-Elko ist an dieser Stelle einsetzbar. Genauso, wie ein 6,3V-Elko an 
der 5V-Rail einsetzbar ist.

Was dann hier noch irgendwie im Subtext mitschwingt oder 
hineininterpretiert wird, ist die Frage nach der Lebensdauer. Die hat 
aber mit der Einsatzfähigkeit (s.o.) auf Basis der Spannungsfestigkeit 
erst einmal nichts
zu tun. Der 16V-Elko wird sich wie im Datenblatt spezifiziert verhalten 
und die Lebensdauer ist darauf basierend abschätzbar/berechenbar.

Also bitte nicht immer Äpfel mit Birnen vergleichen und alles 
gleichzeitig betrachten.

Wenn Sie nun anstelle des 16V-Elkos einen 25V-Elko aus der selben 
Elko-Serien nehmen, haben sie im Normalfall u.a. eine größere 
Bechergröße und eine höhere Rippelstrombelastbarkeit. Eventuell sogar 
basierend darauf eine höhere spezifizierte Lebensdauer. Das alles und 
auch die höhere Spannungsfestigkeit ergibt eine höhere Lebensdauer des 
25V-Elkos verglichen mit dem 16V-Elko - eingesetzt an der selben Stelle. 
Trotzdem noch einmal: Der 16V-Elko ist bis 16V spezifiziert und solange 
da nicht mehr als 16V anliegen, gelten erst einmal die Spezifikationen 
aus dem Datenblatt.


Warum die ursprünglichen Elkos von CapXon defekt sind, kann viele Gründe 
haben. Banal gilt aber: Die Lebensdauer des CapXon-Elkos war in der 
entsprechenden Applikation so, wie Sie sie jetzt erlebt haben. Die Frage 
ist eher, warum genau dieser Elko gewählt worden ist.

Einige Möglichkeiten:

-> Preis
-> Die Lebensdauer reichte gerade aus, um die gesetzlichen 2 Jahre zu 
überbrücken und die Mehrheit der Geräte-Besitzer zufrieden zu stellen.
-> Die Spezifikationen des Elkos im Datenblatt stimmen, es wurde aber 
bewusst dieser Elko ausgewählt, basierend auf einer gewünschten 
Geräte-Lebensdauer.
-> Die Spezifikationen des Elkos im Datenblatt stimmen nicht.
-> Der Elko wird in der Zielapplikation sowieso schon überfahren.
-> Nach mehreren Generationen von ähnlichen Geräten weiß man, welche 
Elkos man mindestens nehmen muss (empirisch ermittelt).

Abschließend muss man sagen: Es hat schon seinen Grund, warum es so 
viele Schrott-Elko-Hersteller am Markt gibt. Die existieren nur dafür, 
weil der Bedarf an minderwertigen Elkos vorhanden ist.
Das hat aber alles nichts mit Elko-Markenherstellern zu tun, die auch 
realistische Datenblätter liefern.

CapXon ist in dieser "einen" Gruppe, in der Sie Panasonic, Rubycon, 
Nichicon, NCC, ... nicht finden...

Zu Ihrem konkreten Problem zurück: Sie sollten sich auch die 
Datenblätter der verbauten CapXon-Elkos besorgen und mit denen der neuen 
Elkos vergleichen. Ist meistens eine sehr interessante Angelegenheit.

von m.n. (Gast)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> CapXon waren schon ab Werk kaputt.

Dem kann ich leider nicht widersprechen.
Ich habe hier noch einige, die kühl gelagert und nie verbaut waren. 
Dennoch drückt es bei den meisten die Gummiabdichtung am Boden heraus. 
Sehr viele andere sind im Betrieb mit 'erhobenem Haupt' gestorben. 
Andere Elkos haben unter den gleichen Bedingungen nie Ärger bereitet.

25 V Typen haben gegenüber 16 V Typen einen kleineren ESR und sind daher 
vorzuziehen. Aber bitte keine CapXon mehr verwenden!

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Manche Netzteile liefern im Leerlauf (bzw. bei zu wenig Last) eine 
erhöhte Ausgangsspannung. Das sollte man bei der Wahl der Elkos 
berücksichtigen. Also die Leerlaufspannung messen, falls der Leerlauf 
überhaupt zugelassen ist.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

cap schrieb:
> Datenblätter der verbauten CapXon-Elkos besorgen

Kann man sich sparen, die sind deutlich geschönt.

von der lesen kann (Gast)


Lesenswert?

> Die Elkos sitzen am 12V- und 5V-Ausgang der
> Gleichrichtung (Dioden, keine Synchrongleichrichtung).

ich lese das so das es sich um Glättungselkos handelt direkt nach der 
Spannungsgleichrichtung. Das bedeutet, die 12V und 5V ist noch nicht die 
Spitzenspannung. Demnach muss man diese beachten, wie Athlon schon 
schrieb.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

der lesen kann schrieb:
>> Die Elkos sitzen am 12V- und 5V-Ausgang der
>> Gleichrichtung (Dioden, keine Synchrongleichrichtung).
>
> ich lese das so das es sich um Glättungselkos handelt direkt nach der
> Spannungsgleichrichtung. Das bedeutet, die 12V und 5V ist noch nicht die
> Spitzenspannung. Demnach muss man diese beachten, wie Athlon schon
> schrieb.

Ihr liegt beide falsch.

von Klaus (Gast)


Lesenswert?

der lesen kann schrieb:
> die 12V und 5V ist noch nicht die Spitzenspannung.

Doch, natürlich. Wenn nicht, bekommt die nachfolgende Schaltung auch 
eine zu hohe Spannug und stirbt. Wenn aus einem 5V Netzteil mehr als 5V 
herauskommt und damit auch am Ausgangselko anliegt, ist es kaputt. Auch 
im Leerlauf darf es nicht anders sein, sonst muß eine Mindeslast 
vorgegeben oder eingebaut sein.

MfG Klaus

von Mark S. (voltwide)


Lesenswert?

Klaus schrieb:
>  Wenn aus einem 5V Netzteil mehr als 5V
> herauskommt und damit auch am Ausgangselko anliegt, ist es kaputt.

Du hast anscheinend noch immer nicht bemerkt, dass es hier nicht um ein 
50Hz-Trafo-Netzteil, sondern um ein Schaltnetzteil geht.
Und da gibt es nicht diese 1,4-fachen Überspannungen, sondern 
ausgeregelte, stabile Gleichspannungen.
Folgerichtig sterben hier die Elkos vorzugsweise an hoher 
Ripplestrombelastung und/oder Übertemperatur, aber nicht an 
Überspannung.

von Dieter W. (dds5)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Besonders dann nicht, wenn die 25V Elkos auf irgendeine Art kaputt
>> gegangen sind...
>
> CapXon waren schon ab Werk kaputt.

Die Dinger haben sich ihren Spitznamen CrapCon redlich verdient.  ;-))

von Dieter S. (nirwana)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Vielen Dank für die zahlreichen Tipps!

Ich habe dem Freund, dem der Monitor gehört, die defekten Elkos in ein 
Tütchen gepackt und ihn damit zu Conrad geschickt. LOW ESR sollte er 
mitbringen, habe ich draufgeschrieben. Nun ist das Filialsortiment hier 
vor Ort nicht so üppig. TEAPO SY haben sie ihm eingetütet. ESR lt. 
Datenblatt .046 Ohm.

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/425000-449999/444020-da-01-en-ALU_ELKO_470UF_35V_LOW_ESR.pdf

Sind die ok? Ich hab sie erst mal eingelötet, mal sehen, wann er mit dem 
Monitor wiederkommt ;-)

Inzwischen hab ich auch Service-Unterlagen von einem ähnlichen Netzteil 
gefunden, nur so zur Schaltungs-Orientierung.

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


Lesenswert?

Dieter S. schrieb:
> TEAPO SY

Lausige Qualität.

von 6a66 (Gast)


Lesenswert?

Dieter S. schrieb:
> Ich habe dem Freund, ..... sie erst mal eingelötet, mal sehen, wann er
> wiederkommt ;-)

Na das nenn ich mal einen Gefallen an einem Freund :)
An jedem Elko vielleicht 0,2EUR gespart, dafür die ganze Montiererei und 
das Gelaufe nochmal. Aber für einen vernünftigen Hersteller hat es nicht 
gereicht, musste es denn gerade wieder son ein Noname China.... sein?

Udo Jürgens: 66 Jahre, ... an gehabtem Schaden nichts gelernt :)

rgds

von Dieter S. (nirwana)


Lesenswert?

6a66 schrieb:
> vielleicht 0,2EUR gespart

es war Samstagnachmittag, und die Apotheken hatten schon zu

von cap (Gast)


Lesenswert?

Dieter S. schrieb:
> Sind die ok?

Wieder nichts gelernt. Wieso fragen Sie überhaupt noch nachträglich?
Den Thread hätten wir uns echt sparen können. Beratungsresistent.

Beitrag #5011284 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Dieter S. (nirwana)


Lesenswert?

Damit ich schon mal teure bestellen kann, bevor er wiederkommt :-)

Meine Nichicon HZ sind leider 5mm zu hoch. Und wer hat mich denn 
bitteschön hier vor TEAPO SY gewarnt?

von cap (Gast)


Lesenswert?

Dieter S. schrieb:
> Damit ich schon mal teure bestellen kann, bevor er wiederkommt :-)

Hier geht es nicht um teuer.


> Meine Nichicon HZ sind leider 5mm zu hoch. Und wer hat mich denn
> bitteschön hier vor TEAPO SY gewarnt?

Immer die anderen schuld? Sie wurden auch nicht vor den anderen 
hunderten Schrott-Elko-Herstellern explizit beim Namen gewarnt. Ein 
bisschen mehr Eigeninitiative wäre angebracht gewesen.

von michael_ (Gast)


Lesenswert?

Dieter S. schrieb:
> Neues_Dokument_152_2.jpg
>
>             235 KB, 67 Downloads

Der Grund für den Ausfall sind nicht hauptsächlich die Elyt.

Diese Platine war einfach zu heiß geworden.
Beim Wiedereinbau versuchen, durch zusätzliche Lüftungslöcher die 
Temperatur zu senken.

von Dieter S. (nirwana)


Lesenswert?

cap schrieb:
> Dieter S. schrieb:
> bisschen mehr Eigeninitiative wäre angebracht gewesen.

Vielleicht könnten wir mal einen "Wir rollen uns einen Low ESR 
Elko"-Workshop starten :-)

Ich weiß, was gute Elkos sind, aber die Einkaufsmöglichkeiten waren am 
Wochenende etwas eingeschränkt. Meine Nichicon HZ passten nicht rein, 
und die "Low ESR" Elkos von Conrad waren die Alternative zu "gar keine 
Elkos".

Ja, ich hätte Löcher in das das Gehäuse bohren können, wie bereits zur 
Kühlung vorgeschlagen, dann hätten die HZ reingepasst. Aber hey, wir 
reden hier über einen beinahe 10 Jahre alten 19-Zoll VGA-Monitor mit 4:3 
Display. Wenn der bei meinem Freund noch mal abraucht, schieß' ich ihm 
für 20€ in der Bucht einen besseren.

von Ronny S. (loetwolf)


Lesenswert?

Grundregel beim Tausch von Elkos:

Immer nur gleichwertig oder die nächsthöhere Spannungsfestigkeit nehmen. 
Egal was man dort zu messen meint. Experimente können sehr schnell ins 
Desater führen.

Selbiges gilt für die Kapazität.

Die orig. Elkos sind immer mit einem Sicherheitspuffer berechnet worden, 
da die Spannungsfestigkeit mit der Lebensdauer stetig abnimmt. Ein neuer 
kann 25 V überstehen - ist er älter, dann nur noch 19 V oder noch 
weniger. Machst du nun einen 16 V rein, kann es passieren, dass er dir 
nach 2 Jahren um die Ohren fliegt, wenn er nur noch 13 V aushält und die 
Schaltung aber 13,9 V in einer Spitze einschießt.

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


Lesenswert?

Ronny S. schrieb:
> Grundregel beim Tausch von Elkos:

Grundregel beim posten:

keine Märchen erzählen.

von Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)


Lesenswert?

20% Reserve für die Spannung sind bei Al-Elkos ausreichend. Das sind 
keine Tantals die ab 50% der max. Spannung ein Derating haben.

von Dieter S. (nirwana)


Lesenswert?

Das sehe ich inzwischen auch so. Eine Handbreit Abstand zur nächst 
höheren Normspannung, dann passt das schon bei Glättungskondensatoren.

Wichtig ist auf jeden Fall ein niedriger Innenwiderstand ESR, denn der 
verbrät Leistung und heizt den Elko auf. Nun finden sich in den 
Datenblättern der Hersteller oft ganz unterschiedliche ESR-Werte für 
Elkos des gleichen Typs mit gleicher Kapazität aber unterschiedlicher 
Spannungsangabe. Eigentlich sollte man annehmen, bei niedriger Spannung 
ist die Oxidschicht dünner, da ist weniger Widerstand zu erwarten. Aber 
oft halten sich die ESR-Werte nicht daran.

Mir ist aufgefallen, dass (in gewissen Grenzen) der ESR eher mit der 
Dicke des Elkos korreliert, und zwar umgekehrt proportional. Ganz krass 
ist der Anstieg oft zwischen der zweitdünnsten und der dünnsten Bauform. 
Wenn ich die Wahl habe, baue ich stets das dickste verfügbare Kaliber 
ein, das reinpasst.

von Chris F. (chfreund) Benutzerseite


Lesenswert?

Michael X. schrieb:
> 20% Reserve für die Spannung sind bei Al-Elkos ausreichend. [...]

Wenn man genau weiß welche Spannung maximal auftreten kann. Das konnte 
ich bisher an Dieters Ausführungen nicht erkennen.

Ohne Nachlesen im Datenblatt, Nachmessen oder Nachrechnen würde ich in 
so einem Netzteil nie schwächere Kondensatoren verbauen. Wenn das jetzt 
nur fürs Wochenende ist und eh bei Dir daheim steht ist das etwas 
anderes. Klappen wird es auf jeden Fall (über einen unbekannten 
Zeitraum).

von Dieter S. (nirwana)


Lesenswert?

>welche Spannung maximal auftreten kann...

Ich glaube, in modernen Schaltnetzeilen ist die Ausgangsspannung durch 
primäre PWM-Regelung stabiler und "glatter" als im Analogzeitalter.

: Bearbeitet durch User
von Chris F. (chfreund) Benutzerseite


Lesenswert?

Dieter S. schrieb:
> Ich glaube, in modernen Schaltnetzeilen ist die Ausgangsspannung durch
> primäre PWM-Regelung stabiler und "glatter" als im Analogzeitalter.

Das halte ich für eine gefährliche Pauschalaussage, es gibt locker 300 
verschiedene Arten von Schaltreglern und zehntausende Schaltungen in 
denen diese eingesetzt werden. Bei vielen davon sieht die 
Ausgangsspannung unter Last in keinster Weise "stabil oder glatt" aus 
und das auch schon garnicht im Vergleich zu einem 
"Analogzeitalteraufbau" Trafo+Gleichrichter+Siebung+Linearregler.

Beitrag #5012628 wurde vom Autor gelöscht.
von Teo D. (teoderix)


Lesenswert?

Dieter S. schrieb:
> Das sehe ich inzwischen auch so. Eine Handbreit Abstand zur nächst
> höheren Normspannung, dann passt das schon bei Glättungskondensatoren.

Gerade da, sollte man die doppelte Spannungsfestigkeit wählen.
Sonnst droht vorzeitige Alterung, durch Spannungsspitzen aus dem Netz.

von Dieter S. (nirwana)


Lesenswert?

Schau dir die weiter oben verlinkte Schaltung eines einigermaßen 
modernen Monitor-Netzteils an, dann siehst du, was für ein Aufwand da 
gegen Spannungsspitzen getrieben wird, und dass die sekundärseitigen 
Glättungselkos davon schaltungstechnisch meilenweit entfernt liegen.

Im PDF-Dokument auf Seite 25, hier nochmal der Link:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/330374/ag172d.pdf

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.