Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hoher ESR von (Reichelt) SMD Elkos


von Dominik F. (forlix) Benutzerseite


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Ich hab vor kurzem eine Schaltung aufgebaut, und mir noch gedacht, 
besser du simulierst die ESRs von den Elkos auch mit, also mit 0.5 Ohm 
angenommen und funktionierte - Schaltung aufgebaut - geht nicht.

Nun kam ich heut dazu mal den ESR von den verwendeten Reichelt SMD Elkos 
zu messen (annähernde Konstant-Wechselstrom-Methode), nach dem Prinzip 
von http://www.sprut.de/electronic/switch/lc/lc.html#esr wobei auf 
dieser Seite meiner Meinung nach einige Fehler sind (Verwechslung von 
Impedanz mit Blindwiderstand). Als Widerstand habe ich 100 Ohm gewählt, 
bei der Berechnung des Stromes (Eingangswechselspannung/R) müsste man 
eigentlich zu R noch den ESR addieren, das ist meiner Meinung nach die 
größte Fehlerquelle in der Formel. Sollte man ihn hier hinzurechnen, 
ergibt sich ein noch höherer ESR, d.h. die Werte unten sind tatsächlich 
eher größer.

Nun gut, hier ein paar Messergebnisse mit Reichelt Bestellnummern, 
gekauft Sommer 2006:

SMD ELKO 100/16  SMD-Chip Elko, 100µF/16Volt     1.9 Ohm
SMD ELKO 47/16   SMD-Chip Elko, 47µF/16Volt      2.7 Ohm
SMD ELKO 1,0/50  SMD-Chip Elko, 1,0µF/50Volt     9.5 Ohm

Verglichen mit ein paar bedrahteten Bastelkiste(teilweise Pollin) Elkos:

100µF 40V  0.34 Ohm   <- etwa dreimal so hoch wie der von Reichelt
47µF 16V   0.64 Ohm  <- etwa doppelter Durchmesser wie Reichelts
1µF 50V    1.6 Ohm  Pollin (rot & goldene Schrift)

Bei Reichelt gibts ein Datenblatt zu den SMD Elkos
http://www.reichelt.de/?;ACTION=6;ARTICLE=31900; (keine Garantie das der 
Link geht)

Da steht allerdings kein ESR drin.
Also klar brauche ich jetzt bessere Elkos, wollte das nur mal beitragen, 
da ich solche extremen ESRs von den Teilen nicht erwartet hätte. Der ESR 
ist also tatsächlich stark von der Baugröße abhängig, wie auch auf 
obiger Seite schön gezeigt.

Gruß
Dominik

: Verschoben durch Moderator
von Andreas K. (a-k)


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Elkos mit spezifiziertem ESR sind mir beispielsweise bei TME begegnet.

von Dominik F. (forlix) Benutzerseite


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Danke, wo ich sie her bekomme ist kein Thema, war ja nur so das ich 
nicht gedacht hätte das ich sie brauche in meinem Fall ;)

von axelr. (Gast)


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SMD Elkos von Panasonic der Serie FC und FK sind dafür gut geeignet.
Ganz neu ist die FP-Serie:
http://www.anglia.com/newsarchive/2022.asp?article_id=2781

die FC-Typen gibt es bei Farnell:
http://de.farnell.com/jsp/search/browse.jsp?N=500003+1000041&Ntk=gensearch_002&Ntt=fc&Ntx=

von Dominik F. (forlix) Benutzerseite


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Klasse, Farnell hat auch die FP's. Gleiche Größe wie die jetzigen in 
meiner Schaltung, dabei 1/7 des ESR!

von ek13 (Gast)


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Hallo Forum,
habe diesen alten Beitrag nochmal angestoßen.
Geliefert wurde mir Panasonic SMD-Elkos, die mir auch einen zu hohen ESR 
- Wert (12-14 Ohm)  haben.
Die Elkos (~ 12 J. im Betrieb), die ich tauschen wollte, haben eine ESR 
von 5-7 Ohm.

Typ:  EEEHA1V100WR    10uF 35V- 105°C

Wo finde ich was aussagefähiges im Datenblatt?

von hinz (Gast)


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ek13 schrieb:
> Geliefert wurde mir Panasonic SMD-Elkos, die mir auch einen zu hohen ESR
> - Wert (12-14 Ohm)  haben.

Wie gemessen?

ek13 schrieb:
> Wo finde ich was aussagefähiges im Datenblatt?

Strombelastbarkeit bei gleicher Baugröße.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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ek13 schrieb:
> Geliefert wurde mir Panasonic SMD-Elkos, die mir auch einen zu hohen ESR
> - Wert (12-14 Ohm)  haben.
Was hast du bestellt?

> einen zu hohen ESR - Wert (12-14 Ohm)  haben.
Bei welcher Frequenz wurde der gemessen?
Denn "der ESR" ist keineswegs eine Konstante. Und bei einem Elko sind 
Werte im Ohm-Bereich untauglich.

> Wo finde ich was aussagefähiges im Datenblatt?
https://www.illinoiscapacitor.com/pdf/Papers/impendance_dissipation_factor_ESR.pdf

von Bernd K. (bmk)


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von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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ek13 schrieb:
> Geliefert wurde mir Panasonic SMD-Elkos
Dazu noch ein Nachtrag: allein, dass da Werte nur für 120Hz definiert 
wurden, sieht man schon, dass diese Elkos für normale 
50/60Hz-Gleichrichter noch taugen, aber für Schaltregler die mit 1000 
mal höherer Taktfrequenz arbeiten sicher nicht geeignet sind.

Bernd K. schrieb:
> Wer richtig Low ESR benötigt, nimmt organische Polymer Elkos
Dort ist der ESR dann auch schonmal bei 100kHz spezifiziert.

: Bearbeitet durch Moderator
von Peter D. (peda)


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Bei modernen Schaltreglern sieht man auf den Eval-Boards nur noch Kerkos 
und keine Elkos.
47µF/6,3V sind in Keramik auch nicht mehr so teuer, dafür aber schön 
klein.

https://de.farnell.com/taiyo-yuden/jmk316abj476mlht/cap-mlcc-1206-6-3v-x5r-47uf-20/dp/3273596

https://www.maxlinear.com/document/21671/xr76203_5_8_evbm_r1a_022015.pdf

: Bearbeitet durch User
von mark space (Gast)


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Das trifft sicher für üblichen die on-board-step-down-Regler zu. Im 
230V-Schaltnetzteil kommt man damit aber nicht mehr hin, da sind 
LoESR-Elkos das Mittel der Wahl. Wobei die polymeren einen echten 
Technologiesprung darstellen.

von M.M.M (Gast)


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ek13 schrieb:
> Geliefert wurde mir Panasonic SMD-Elkos, die mir auch einen zu hohen ESR
> - Wert (12-14 Ohm)  haben.
> Die Elkos (~ 12 J. im Betrieb), die ich tauschen wollte, haben eine ESR
> von 5-7 Ohm.

Für welche Anwendung?

> Typ:  EEEHA1V100WR    10uF 35V- 105°C

Standardtyp, bei Panasonic nicht als low ESR beworben.

> Wo finde ich was aussagefähiges im Datenblatt?

Zum ESR steht direkt nichts im Datenblatt, indirekt schon (Ripple 
Current, Freq.). Man hätte entsprechende Daten mit den Daten im 
Datenblatt der alten Kondensatoren vor dem Kauf vergleichen können.

Für Panasonic SMD Alu Kondensatoren bietet sich ein Blick auf 
industrial.panasonic.com/ww/products/capacitors/polymer-capacitors/hybri 
d-aluminum/lineup  an. Unten auf der Seite findet sich ein Diagramm, daß 
die verschiedenen Produktlinien bzgl. ESR und Temperatur ins Verhältnis 
setzt.

von Gerald B. (gerald_b)


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Mich hatte es auch mal angekoffert, als ich irrtümlich FC statt FM 
Panasonic 330µF/50V bestellt hatte. Die FC haben 90 mOhm, die guten FM 
dagegen 22 mOhm. Bei einem 5A LED-Schaltregler wurden die FC dann schon 
gut warm.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Im Datenblatt von Reichelt zum "SMD ELKO 100/16 " lese ich Hersteller 
Jamicon, dort die Serie CT:
https://jamicon.teapo.com/en/product/search_show.aspx?page=4&num=2137&brand=1&kind=46
auch hier ist die Spalte ESR leer.
Speziell zum 100µ16V:
https://jamicon.teapo.com/upload/Capacitor/Series/SV.pdf

Aus der Definition des Verlustwinkels müsste doch der ESR zu berechnen 
sein.
https://de.wikipedia.org/wiki/Verlustwinkel
Verlustfaktor eines Kondensators: tan ⁡ δ = R ω C
mit R dem äquivalenten Serienwiderstand im Ersatzschaltbild des 
Bauteiles kurz ESR

von ek13 (Gast)


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Hallo Forum,
war leider bis jetzt unterwegs,

von hinz (Gast)03.11.2020 12:36

Wie gemessen?
Mit AT826 und mit meinem alten ELV-ESR Meter [1Vss 100Khz] identische 
Werte.

..Strombelastbarkeit bei gleicher Baugröße.  (Original C im Anhang)
Hab mich auf die gleiche Baugröße konzentriert.
#
von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite03.11.2020 13:05
ek13 schrieb:
> Geliefert wurde mir Panasonic SMD-Elkos, die mir auch einen zu hohen ESR
> - Wert (12-14 Ohm)  haben.
Was hast du bestellt?  Typ:  EEEHA1V100WR
Bei welcher Frequenz wurde der gemessen?  10 und 100Khz
ek13 schrieb:
> Geliefert wurde mir Panasonic SMD-Elkos
Dazu noch ein Nachtrag: allein, dass da Werte nur für 120Hz definiert
wurden, sieht man schon, dass diese Elkos für normale
50/60Hz-Gleichrichter noch taugen, aber für Schaltregler die mit 1000
mal höherer Taktfrequenz arbeiten sicher nicht geeignet sind.
Ist für 50Hz Anwendung.
#
von Bernd K. (bmk)03.11.2020 13:05
Wer richtig Low ESR benötigt, nimmt organische Polymer Elkos:
Danke für den Link, ist gespeichert;-)
#
@von Peter D. (peda)03.11.2020 14:35  @von mark space (Gast)
Danke für die Tipps und Link's
#
von M.M.M (Gast)03.11.2020 15:07
ek13 schrieb:
> Geliefert wurde mir Panasonic SMD-Elkos, die mir auch einen zu hohen ESR
> - Wert (12-14 Ohm)  haben.
> Die Elkos (~ 12 J. im Betrieb), die ich tauschen wollte, haben eine ESR
> von 5-7 Ohm.

Für welche Anwendung? für 50Hz / 15V- Strom 7mA mit ms Spitzen ~80mA


> Typ:  EEEHA1V100WR    10uF 35V- 105°C

Standardtyp, bei Panasonic nicht als low ESR beworben.

> Wo finde ich was aussagefähiges im Datenblatt?

Zum ESR steht direkt nichts im Datenblatt, indirekt schon (Ripple
Current, Freq.). Man hätte entsprechende Daten mit den Daten im
Datenblatt der alten Kondensatoren vor dem Kauf vergleichen können.

Siehe Foto im Anhang, hab leider in der Fülle der Kondensatoren kein 
passendes Datenblatt zu der aufgedruckten Bezeichnung gefunden. Mir 
kommt nur der gemessene ESR Wert der neuen C zu hoch vor?  Könnten die 
durch lange Lagerung schaden genommen haben?

Danke an alle für die Mithilfe

von hinz (Gast)


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ek13 schrieb:
> Siehe Foto im Anhang, hab leider in der Fülle der Kondensatoren kein
> passendes Datenblatt zu der aufgedruckten Bezeichnung gefunden.

Das ist einer von Panasonic, Standardserie "S".

Komplette Typennummer: ECEV1HA100SP

Das ESR-Messgerät wird bei dem etwa 5 Ohm anzeigen.

von Thomas K. (ek13)


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hinz schrieb:
> Das ist einer von Panasonic, Standardserie "S".
>
> Komplette Typennummer: ECEV1HA100SP
>
> Das ESR-Messgerät wird bei dem etwa 5 Ohm anzeigen

Danke Hinz,

ist nun meine gelieferte Ware 50Stk.

Typ: EEEHA1V100WR
10uF 35V- 105°C
mit ESR 12-14 Ohm

Schrott?

Beste Grüße

von hinz (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> ist nun meine gelieferte Ware 50Stk.
>
> Typ: EEEHA1V100WR
> 10uF 35V- 105°C
> mit ESR 12-14 Ohm
>
> Schrott?

Zumindest würde ich da nicht mehr als 7 Ohm erwarten.

Du wirst ja nicht gerade bei Eiseskälte gemessen haben...

von hinz (Gast)


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Zeig doch mal ein Foto der HA Elkos, evtl sinds ja gar keine solchen.

von Thomas K. (ek13)


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hinz schrieb:
> Du wirst ja nicht gerade bei Eiseskälte gemessen haben

nee, bei 15 °C

Hier mal ein Foto

von hinz (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> nee, bei 15 °C

Macht deine Messung etwas plausibler.


> Hier mal ein Foto

Sehen echt aus.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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mal umgestellt:
ESR= tan(δ)/(ωC)

Omega = 120Hz *2Pi = 754 Hz
C (im ersten Fall 100µF) 10µF also 10^-5
tan(δ) in beiden Fällen laut Datenblatt = 0,16

ich komme auf 21,22 Ohm

von hinz (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> mal umgestellt:
> ESR= tan(δ)/(ωC)
>
> Omega = 120Hz *2Pi = 754 Hz
> C (im ersten Fall 100µF) 10µF also 10^-5
> tan(δ) in beiden Fällen laut Datenblatt = 0,16
>
> ich komme auf 21,22 Ohm

Bei höherer Frequenz fällt der ESR niedriger aus, und er hat ja bei 
10/100kHz gemessen.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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In beiden Datenblättern ist der Verlustwinkel für 120 Hz angegeben, das 
sind die einzigen offiziellen Zahlenangaben der Hersteller, aus denen 
ich einen ESR berechnen kann.
Der neuere Typ ist besser, da derselbe Verlustwinkel für 10µF gilt, beim 
alten für 100µF.

von hinz (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> In beiden Datenblättern ist der Verlustwinkel für 120 Hz
> angegeben, das
> sind die einzigen offiziellen Zahlenangaben der Hersteller, aus denen
> ich einen ESR berechnen kann.

Oft ist noch der Ripplestromfaktor für verschiedene Frequenzen 
angegeben. Daraus kann man den ESR für diese Frequenzen berechnen. Die 
maximale Verlustleistung bleibt ja gleich.

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