www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik verpolten Kondensator in Parallelschaltung von mehreren C "sicher" detektieren


Autor: Henning (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Leute,

ich frage mich ob es möglich ist mit "Hausmitteln" in der 
Parallelschaltung von 3 Kondensatoren einen (oder zwei) verpolte 
MESSTECHNISCH ausfindig zu machen?

mfg - Henning

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Indem du optisch misst, auf welcher Seite das Minussymbol liegt.

Oder indem du bei axialen Elkos mechanisch misst, auf welcher Seite
sich die Rille befindet.

Mit elektrischer Messtechnik kannst du bei drei gleichen Elkos und
ohne Leitungen aufzutrennen allenfalls feststellen, dass einer der
Elkos verpolt ist, aber nicht welcher, da sie durch die
Parallelschaltung alle drei von außen gesehen gleich verhalten.

Autor: Martin Laabs (mla)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Verpolte Elkos verhalten sich ähnlich einer Z-Diode. Mit einer 
Strombegrenzten Spannungsquelle könnte man also herausfinden, dass 
mindestens ein Elko verpolt ist. Da die Z-Spannung bei den Elkos u.U. 
nicht ganz gleich ist kann man mit etwas Glück auch noch die Anzahl der 
verpolten Elkos herausfinden.

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: Ralf Schwarz (spacedog) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ordentlich Saft drauf geben und dann mit einem Mikrofonarray mit 
Beamforming die Position des Knalls / der Knälle berechnen.

Vorteil: Misst nicht nur wieviele verpolt sind, sondern auch welche.

Autor: Norgan (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Vorteil: Misst nicht nur wieviele verpolt sind, sondern auch welche.

Und markiert deren Position auf der Platine.

Autor: eProfi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Man könnte ...
eine langsam steigende Spannung anlegen und mit hochempfindlichen 
Sensoren (z.B. DS1621, DS1624) die Temperatur eines jeden Cs messen.

Aber ob es ihnen gut tut?

Mit einem Netzwerk-Analysator könnte es gehen, ist aber kein Hausmittel 
mehr.

Autor: Henning (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Version mit dem Z-Dioden-Verhalten hört sich gut an, könnte jemand 
dies näher ausführen oder mir vielleicht eine gute Quelle nennen?

Über die Kapazität geht es ja leider auch nicht. Und WELCHER von den 3 
muss ich nicht wissen, nur ob eben alle richtig gepolt sind oder nicht 
ist mir wichtig.

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn man einen konstanten Strom an die Elkos anlegt, steigt die
Spannung anfangs zeitlich linear an. Ist einer der Elkos verpolt,
beginnt sich irgendwo ab 1 bis 2 V dessen interne Oxidschicht
abzubauen. Dies führt zu einem verlangsamten Anstieg der Spannung, da
zum einen die Zersetzung Strom braucht und zum anderen die Kapazität
des Elkos zunimmt. Sobald man die negative Krümmung in der Messkurve
erkennt, muss man natürlich sofort den Strom abschalten, da der Elko
von da an langsam, aber sicher zerstört wird.

Da der Elko anschließend sowieso ausgelötet wird, um ihn umzudrehen,
kann man ihn bei dieser Gelegenheit evtl. auch gleich durch einen
neuen ersetzen.

Autor: Henning (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
passiert das bei einer spannung (eben wie in deinem beispiel diese 1 bis 
2v) die abhängig von der gesamtspannungsfestigkeit des kondensator ist 
oder ist dieser wert immer in etwa gleich?

Autor: Henning (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
also ich muss sagen - ich habe das soeben ausprobiert mit einem 3300µF 
Kondensator und kann da eigentlich keinerlei Unterschiede feststellen 
egal in welcher Richtung ich den Elko lade... :(

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nagel mich mit den 1 bis 2 V nicht fest. Auf jeden Fall ist die
Maximalspannung bei Verpolung deutlich geringer als im Normalebetrieb,
sonst könnte man Elko in beide Richtungen betreiben. Wenn du einen
Elko mit kopnstanter und ausreichend hoher Spannung verkehrt herum
auflädst, wird die als Dielektrikum wirkende Oxidschicht abgebaut, so
dass ein Kurzschluss ensteht, der den Elko im schlimmsten Fall zum
Explodieren bringt. Wenn man mit konstantem, nicht zu hohem Strom
arbeitet, wird nichts explodieren. Aber spätestens, wenn beide
Elektroden leitfähig mit einander verbunden sind, wird die Spannung
nicht mehr zunehmen, da sich der Kondensator dann wie ein ohmscher
Widerstand verhält. Ich bin, ohne es selbst getestet zu haben, davon
ausgegangen, dass dieser Effekt nicht schlagartig einsetzt, so dass
man ihn schon vor dem völligen Durchbruch erkennen kann.

Autor: Henning (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
also ich kann diesen Effekt leider nicht nachbilden. Habe einen Elko 
verkehrtrum mehrmals bis 30V (35V Typ) aufgeladen und passiert ist ganz 
einfach nichts außergewöhnliches, auch noch KEIN defekt!

Autor: Nitram L. (nitram)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Henning wrote:
> Hallo Leute,
>
> ich frage mich ob es möglich ist mit "Hausmitteln" in der
> Parallelschaltung von 3 Kondensatoren einen (oder zwei) verpolte
> MESSTECHNISCH ausfindig zu machen?
>
> mfg - Henning

Hallo Henning,
ja du kannst messtechnisch die Polung der Elkos feststellen.
Hierzu wird auf den Kondensator ein kleines isoliertes Stück Kupfer
gelegt, und nacheinader jeder Pin mit einem Signal (~100kHz) 
angesteuert.
Die kapazitive Einkopplung auf das Kupferplättchen ist unterschiedlich.
Der mechanische Aufbau des Elkos führt dazu, das (meist) der Minus
Pin das Signal stärker einkoppelt, da dieser fast immer mit dem Becher
verbunden ist.

 Cu Platte =========----------------> zum Messverstärker
           .-------.
           |       |
           |       |
           |       |
           |       |
           '-------'
             |   |
             o  /o
               /
              /    Umschalter
             o
             |
   .-----.   |
   | 100 |-- |
   | kHz~|
   |     |-----------------------------> Systemmasse
   '-----'


nitraM

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> also ich kann diesen Effekt leider nicht nachbilden. Habe einen Elko
> verkehrtrum mehrmals bis 30V (35V Typ) aufgeladen und passiert ist
> ganz einfach nichts außergewöhnliches, auch noch KEIN defekt!

Hmm, wenn deine Elkos so gut sind, dass sie die Verpolung schadlos
überstehen, kannst du dir den Test eigentlich sparen ;-)

Vielleicht sind es bipolare Elkos?

Da du mich jetzt doch etwas verunsichert hast, habe ich im Wkipedia
unter "Elektrolytkondensator" nachgeschlagen. Zitat:

  "Umpolspannung

  Die charakteristische Eigenschaft von Ventilmetallen ist, dass sie
  beim Anlegen einer Spannung in richtiger Polarität eine in dieser
  Richtung elektrisch sperrende Oxidschicht auf der Anodenoberfläche
  bildet. In Gegenpolrichtung hat diese Oxidschicht halbleitende
  Eigenschaften. Wird die Polarität, die am Ventilmetall anliegt,
  umgekehrt, so kann, wenn die Spannung über einen Schwellenwert
  hinausgeht, ein Strom fließen. Außerdem bildet sich die Oxidschicht
  zurück. Ergebnis ist, dass es zu Durchschlägen durch das Oxid kommen
  kann. Einer längere Zeit am Elektrolytkondensator anliegende Umpol-
  oder Falschpolspannung führt damit unweigerlich zum Kurzschluss und
  somit zur Zerstörung des Kondensators. Die Höhe der maximal
  zulässigen Falschpolspannung hängt ab von dem Aufbau des jeweiligen
  Elektrolytkondensators. Tantal-Elektrolytkondensatoren mit festem
  Elektrolyten verhalten sich anders als Aluminium-Elektrolyt-
  kondensatoren mit flüssigem Elektrolyten."

Autor: lkmiller (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@yalu

Wikipedia hat hier recht, und der Kanckpunkt liegt im Satz
"...dass es zu Durchschlägen durch das Oxid kommen kann. Eine längere 
Zeit am Elektrolytkondensator..."

Hier steht, dass es keineswegs dazu kommen muß, und keiner definiert die 
dazu nötige Zeit. Zudem spielt hier auch die Temperatur noch mit (weiß 
ich aus eigener Erfahrung).

Autor: warze (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Methode von Martin scheint mir die geeignetste zu sein.
Bei Elkos mit axialen Anschlüssen ist mir noch kein gepolter Elko 
untergekommen der nicht - am Becher hat. Bei denen mit radialen 
Anschlüssen müsste man Nachmessen  wie die Unterschiede sind.

Gerade kleinere Elkos halten erstaunlich lange die Falschpolung aus.
Hatte mal ein Gerät zur Reparatur da war ein 22µ Elko in der 
Spannungsversorgung falsch rum drin. Das Gerät hat fast ein Jahr damit 
funktioniert.
Die grossen allerdings fliegen einem bei Falschpolung schnell mal um die 
Ohren. Da die auch schnell heiss weden könnte man das auch mit 
Temeratursensoren auf den Elkos feststellen, war oben schon mal erwähnt.

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
lkmiller schrieb:
> Hier steht, dass es keineswegs dazu kommen muß

Der Wikipedia-Artikel ist in dieser Hinsicht unterschiedlich
interpretierbar. Der zweite von dir zitierte Satz geht so weiter:

  "Einer längere Zeit am Elektrolytkondensator anliegende Umpol- oder
  Falschpolspannung führt damit unweigerlich zum Kurzschluss und
  somit zur Zerstörung des Kondensators."

Der englische Wikipedia-Artikel ist da etwas eindeutiger:

  "This is necessary because a reverse-bias voltage above 1 to 1.5
  V[1][2][3] will destroy the center layer of dielectric material via
  electrochemical reduction (see redox reactions). Without the
  dielectric material the capacitor will short circuit, and if the
  short circuit current is excessive, then the electrolyte will heat
  up and either leak or cause the capacitor to explode."

Da wären dann auch die 1,5 V maximale Verpolspannung wieder. Diese
taucht übrigenss auch auch in den drei angegebenen Referenzen auf.
Zwei von den Referenzen sind von Elko-Herstellern und empfehlenswerte
Literatur, wenn man sich öfters mit Elkos beschäftigt:

  http://electrochem.cwru.edu/ed/encycl/misc/c04-appguide.pdf
  http://www.rubycon.co.jp/en/products/alumi/faq.html

Aber die von Henning und warze beschriebenen Erfahrungen deuten darauf
hin, dass der Effekt des Rückwärtsleitens zumindest nicht bei allen
Elkos ausgeprägt ist, so dass eine darauf basierende Prüfvorrichtung
wohl nicht universell einsetzbar ist.

Autor: CHristoph (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ja, leider kann ich den effekt nicht repreduzieren. :(
die version mit dem "funkenden" kondensator habe ich auch bereits 
gefunden aber wie könnte man soetwas automatisieren - also 
eineautomatische messung mit rot/grün-entscheidung bekommen?

Autor: Mike (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Henning,
wie lange lag denn die falsch gepolte Spannung an? Die Zersetzung des 
Oxids braucht eine Weile, insbesondere bei Aluminium Elkos. Bei Tantal 
gehts schneller, da war mal einer innerhalb weniger Sekunden leitend 
geworden.
Die "Funkmethode" geht wohl nur bei Alu-Becherkondensatoren, bei Tantal 
wirds schwieriger, da die meistens in Kunststoff eingegossen sind.

Eventuell könnte man die Kondenstorbank in eine Messbrücke einbauen und 
mit einer Gleichspannung mit Wechselstromanteil beaufschlagen. Bei 
Fehlpolung sollten sich die Kapazität und/oder der Parallelwiderstand 
ändern, was sich durch Vergleich mit einem "ordnungsgemäss" 
angeschlossenen Referenzelko leicht feststellen liesse.

Gruss
Mike

Autor: Henning (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
also es handelt sich nur um standard-elkos. tantals will ich damit nicht 
unbedingt prüfen. ich denke ich werde die funkmethode einfach mal testen 
müssen, jedoch weiss ich eben nicht direkt wie ich den automatischen 
ablauf da hineinkriege.
aufs oszilloskop gucken etc. ist natürlich erstmal logisch, aber bekommt 
"irgendein" kleiner controller sowas sinnig ausgewertet und kann auch 
gleichzeitig den Kondensator mit dem entsprechenden Takt beaufschlagen?

Autor: Martin Laabs (mla)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hast Du Spannung und den Leckstrom gemssen? Also ich habe gerade einen 
großen Elko (470uF, 25V) aus der Kiste geholt und mal mit 8.5V probiert. 
Richtig gepolt hat er einen Leckstrom von 1-2uA, verpolt habe ich um die 
2mA, binnen 10s bis zu 30mA ansteigend, gemessen.
Von daher könnte man auch von dem Gradienten der Leckstromaufnahme 
ausgehen - sinkt der Leckstrom ist der Elko richtig, steigt er ist er 
falsch gepolt.

Selbes Experiment mit einem 10uF/35V Typ war noch beeindruckender. 
Richtig war der Leckstrom auch bei 2uA, falsch herum hat sofort die 
Strombegrenzung von 30mA angeschlagen.

Viele Grüße,
 Martin L.

PS: Die Elkos haben, bezüglich des Leckstromes, keinen Schaden davon 
getragen. Der war nach dem Experiment gleich.

Autor: Henning (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe das ganze ja mit einer Konstantstromquelle getestet und daher 
auch den Leckstrom nicht gemessen. Das könnte ich aber auch nochmal in 
Angriff nehmen.

Autor: Wolf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Valvo-Datenbuch Elektrolytkondensatoren:
"Aluminium-Elkos mit trockenem Elektrolyten haben von Natur aus eine 
sehr hohe zulässige Umpolspannung, die bis zu 80% von U nenn betragen 
kann."
Das Wort Leck(strom) wird nicht benutzt, sondern Rest(strom), weil 
dieser  normal ist und auch gebraucht wird, um die Oxidschicht aufrecht 
zu erhalten.
Das kann erklären warum sich bei Umpolung (lange) nix tut. Diese 
Al-Wickel-Typen sind somit bipolar anwendbar solange die angelegte 
Spannung nicht höher als 0,8 x U nenn  beträgt. Auf jeden Fall erschwert 
diese Technologie den Versuch des schnellen Ausmessens bzw. macht es 
unmöglich.
...auch heißt es weiter:
"Durch überlagerte Wechselspannung darf keine Umpolspannung auftreten, 
deren Scheitelwert größer als 2 Volt ist."
Da sind sie noch mal, die 2V.
Sicherlich werden in automatischen Testsystemen besondere Meßmethoden 
angewendet, um Falschbestückung zu finden, das ist aber kein 
"Hausmittel" mehr.

Autor: Henning (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
also ich habe den test gemacht mit diversen elkos. manche ziehen eben 
rückwärtig einiges an strom dauerhaft (bei mir mit begrenzung 75mA) und 
in richtiger polarität laden sie sich halt auf und brauchen  dann nur 
noch wenige mA zur Aufrechterhaltung der ladung.
andere elkos hingegen zeigen ein verhalten eines nicht-elkos. sie laden 
sich in beiden richtungen gleichschnell auf den gleichen wert auf und 
brauch dann sowohl richtig als auch falsch gepolt nur noch einen 
niedrigen strom um die ladung aufrecht zu erhalten.

also kann man sich darauf wohl echt nicht verlassen.

wahrscheinlich muss ich wirklich die version mit dem funkenden elko 
austesten. wie gut, dass ich wirklich nur radiale elkos testen muss.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.