Mir hat es mehrfach einen X7R Kondensator zerlegt. Dieser Typ http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=22889;PROVID=2402 soll für 63V ausgelegt sein, wird an etwa 28V betrieben. Schaltung wie im Anhang. Die Versorgung ist 24V aus einem Schaltnetzteil, über R8 kommt ein 5V Rechteck mit 40kHz von einem AVR. Funktioniert soweit. Bei 2 von 12 Boards hat es C6 geext. In einem Fall hab ich kurz nach der ersten Inbetriebnahme eine kleine Flamme gesehen, die Leiterbahn war kurz vor dem C weggebrannt und auf der Leiterplatte unter dem C ein Brandfleck. Im zweiten Fall hat es auch die Leiterbahn weggebrannt, der Kondensator ist nach dem Auslöten zerbröselt und D1 / D2 waren hinüber. Vor dem Auslöten war der Kondensator niederohmig. Das Board hat vorher mehrere Wochen funktioniert. Die 24V sind mit 2AT abgesichert, die Sicherung hat es nicht gejuckt. Mir ist ziemlich unklar, warum das passiert. - Die Spannung geht nicht über 28V. - Es erwischt nur einen der 2 Cs. - Die Cs sind Abblockkondensatoren für 2 TLE2142, keine bösen Ströme. - Ich hab schon hunderte von diesen Cs bei bis zu 36V verbaut und nie Probleme. - Im Spice und auf dem Oszi sind keine Auffälligkeiten. - Ich hab mal testweise einen dieser 100n-Cs auf 60V hochgeprügelt, da ist nichts passiert. Woran können die Cs gestorben sein? Spontane Selbstentzündung?
Angehängte Dateien:
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Kondi.png
3,7 KB
> hat es C6 geext Du hättest den Schaltplan zeichnen sollen als sie noch heile waren. Klar ist, daß auch Kerkos keine beliebig hohen Rippleströme vertragen. Die 15 Ohm sollten wohl besser in die Leitung zu Elko damit sie auch beim nach Masse ziehen wirken. Obwohl natürlich stets die begrenzte Stromverstärkung der BC8xx wirkt, die aus 100 Ohm also 4 mA kaum über 300mA machen werden. http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BC847_BC547_SER.pdf
Wenn T8 durchschaltet, hast du keinerlei Strombegrenzung. Das halten C2 und C4, wenn es tatsächlich gepolte Caps (Tantals?!?) sind, nicht lange aus und quittieren dies mit einer drastischen Kapazitätsabnahme, wenn nicht Schlimmerem. Also Folge davon steigt der Ripplestrom durch C6, was auch dessen Lebensdauer verkürzt. Es sind allso alle Bauteile deiner Ladungspumpe gefährdet. Desweiteren könnte dein 24V Schaltnetzteil zusätzlich ungesunde Spitzen erzeugen... Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: > Wenn T8 , hast du keinerlei Strombegrenzung. Das halten C2 > und C4, wenn es tatsächlich gepolte Caps (Tantals?!?) sind, nicht lange > aus Wenn T8 durchschaltet fließt durch C4 ein hoher Strom, aber nicht durch C2. So kann die Erklärung also nicht sein.
Das müssen die Dinger problemlos aushalten. Da hat dir distrelec-Reichelt die billigste Chinascheiße verkauft.
Normalerweise braucht es schon einiges an Strom und Energie um einen X7R platzen zu lassen und eine Leiterbahn durchzuschmelzen. Ich denke daher, dass es eventuell ganz andere Ursachen gibt, als aus dem Schaltplan bisher zu entnehmen. Ich würde gerne die ganze Schaltung sehen, zusammen mit Photos.
Die Leiterbahn ist durchgeschmolzen, weil der C niederohmig geworden ist bis zum Kurzschluss. Dabei ist er auch heiss geworden, so dass die thermische Belastung am Lötpad für die Leiterbahn am höchsten war und sie an dieser Stelle aufgegeben hat. Nehm ich mal an. Fotos ist nich, weil repariert und wieder eingebaut. Da komm ich so schnell nicht ran. Laut Spice ist der Ripple für C4 bei 160mA beim Aufladen, im Betrieb bei 40mA. Das sind Alu-Elkos, werd mal das Datenblatt suchen. Beim Einschalten bekommen die Elkos einmalig ordentlich Strom, aber das ist ja bei jedem Elko in jeder Spannungsversorgung so. Wie gesagt, die Charge dieser Cs wurde schon oft und bei höheren Spannungen verbaut.
Die relativ großen (1206) SMD KerKos sind mechanisch recht empfindlich. Wir hatten vor einiger Zeit auch damit diese Probleme. Es lag daran, dass die Leiterplatten beim Trennen aus dem Nutzen zu stark durchgebogen wurden und der betroffene Kondi am Rand der Platine dadurch auf Zug beansprucht wurde. Das gab dann offenbar Mikrorisse und nach einigen Tagen bis Wochen gingen die Dinger (bei 24V) in Flammen auf.
@ Dieter Werner (Gast) >Das gab dann offenbar Mikrorisse und nach einigen Tagen bis Wochen >gingen die Dinger (bei 24V) in Flammen auf. Immer wieder diese Legenden. Was soll bei einem KERAMIKkondensator in Flammen aufgehen? Wahrscheinlich war das eher ein Tantal.
>Die relativ großen (1206) SMD KerKos sind mechanisch recht empfindlich.
Keramische Kondensatoren mit dem Material X7R haben einen sogenannten
piezoelektrischen Effekt. Das heißt, dass eine Änderung der Geometrie zu
einer Spannungserzeugung führt und das eine Änderung der Spannung zu
einer Änderung der Geometrie führt.
Hierdurch kann ggf. eine unzulässig hohe mechanische Beanspruchung
entstehen.
Ob dies jedoch in dem Fall von Relevanz ist kann ich nicht beurteilen.
>Immer wieder diese Legenden. Was soll bei einem KERAMIKkondensator in >Flammen aufgehen? >Wahrscheinlich war das eher ein Tantal. Warum Legenden? Mir ist auch schon ein Kondensator X7R in Flammen aufgegangen. Die Brennen richtig gut wie Fackeln. Gibt keine Explosion. die brennen einfach nur.
Gut, also Mikrorisse. Die Cs sind von Hand gelötet, sitzen nicht am Rand, werden bleifrei gelötet. Die vorherigen Bestückungen waren verbleit. Kann das in Verbindung mit der höheren Löttemperatur ein Problem sein? Ausserdem, die Cs werden für die Handbestückung nicht in Schutzatmo gelagert. Kann es sein, dass die Feuchtigkeit ziehen und dann beim Löten reissen? Was tun? Kleinere Cs (0805) nehmen, mit 47n wegen der Spannungsfestigkeit (100n in 0805 mit 50V oder 63V wird schwierig)?
Ich kann zwar bis heute nicht sagen, ob es mechanische Beanspruchung oder die Spannung war, aber in einer Kleinserie eines mit 60 Volt Wechselspannung (50 Hz Sinus, aus Trafo) betriebenen Gerätes sind mir auch schon zwischen Eingangsspannung und Masse geschaltete Keramikkondensatoren (1206, 100V laut Hersteller) bei mehreren Exemplaren direkt beim ersten Test verbrannt bzw. zusammengeschmolzen. Meine Vermutung war derzeit, daß die Kerkos durchgeschlagen sind, aber über eine Wechselspannungsfestigkeit schweig sich der Hersteller aus. Inzwischen sind in dem Gerät mechanisch größere (1210) 200V-Typen und alles ist in Butter.
>Wenn T8 durchschaltet fließt durch C4 ein hoher Strom, aber nicht durch >C2. Da hast du natürlich Recht. Hhm, warum habe ich nur geschrieben, daß auch durch C2 ein hoher Strom fließt?? >Beim Einschalten bekommen die Elkos einmalig ordentlich Strom, aber das >ist ja bei jedem Elko in jeder Spannungsversorgung so. Normale Elkos sollten das in der Tat aushalten. Tantals haben damit aber Schwierigkeiten. >Die Cs sind von Hand gelötet, sitzen nicht am Rand, werden bleifrei >gelötet. Die vorherigen Bestückungen waren verbleit. Kann das in >Verbindung mit der höheren Löttemperatur ein Problem sein? Ja, durchaus. Bleifrei von Hand zu löten belastet die Bauteile wirklich deutlich stärker als bleihaltig zu löten. Ich würde mit Pre-Heating löten. Das kannst du zur Not auch mit einem Lötkolben machen: Du legst den Cap auf die Lötpads und berührst mit dem Lötkolben vor dem Löten erst mal nur die Lötpads, möglichst ohne die Capanschlüsse zu berühren. >Meine Vermutung war derzeit, daß die Kerkos durchgeschlagen sind, aber >über eine Wechselspannungsfestigkeit schweig sich der Hersteller aus. Ich glaube, daß gar nicht so selten 16V- oder 25V-Caps als 50V-Typen verkauft werden... Kai Klaas
> Ich glaube, daß gar nicht so selten 16V- oder 25V-Caps > als 50V-Typen verkauft werden... Na ja, wie werden Kerkos gebaut ? Man walzt die hundert Ton/Metall Schichten immer dünner, schneidet die Kondensatoren aus, und testet dann. Will man 50V Kondensatoren haben, legt man 80V an, was beim walzen zu dicht aneinanderkam brennt weg. Dann misst man ob die Restkapazität noch reicht, und in welches Kistchen er kommt. So wird's wohl laufen.
Sven schrieb: > Gut, also Mikrorisse. > > Die Cs sind von Hand gelötet, sitzen nicht am Rand, werden bleifrei > gelötet. Die vorherigen Bestückungen waren verbleit. Kann das in > Verbindung mit der höheren Löttemperatur ein Problem sein? > > Ausserdem, die Cs werden für die Handbestückung nicht in Schutzatmo > gelagert. Kann es sein, dass die Feuchtigkeit ziehen und dann beim Löten > reissen? > > Was tun? Kleinere Cs (0805) nehmen, mit 47n wegen der > Spannungsfestigkeit (100n in 0805 mit 50V oder 63V wird schwierig)? 100 nF gibt's für 100 Vdc im 0603 Gehäuse (X7R und X7S) http://search.murata.co.jp/Ceramy/image/img/PDF/ENG/GRM188R72A104KA35.pdf http://media.digikey.com/PDF/Data%20Sheets/TDK%20PDFs/C1608X7S2A104K.pdf Wie sich der Kondensator verhält bzw. ob er abfackelt kann man, falls der Hersteller diese Spezifikationen angibt, ausrechnen/abschätzen. P=I^2 R, R = ESR des Kondensator, I = RMS I = 2 PI f C VRMS R = df / (2 PI f C), df = dissipation factor => P = 2 PI C VRMS^2 df Den Rest muss man sich aus den Datenblättern/Grafiken zusammensuchen bzw. abschätzen http://www.amccaps.com/technical-notes/ac-power-ratings-for-dc-rated-capacitors.html http://www.theta-j.com/pdf/ce/articles/atc_article-Thermal_Resistance.pdf
Naja, wenn er abfackelt, weil er aufgrund mechanischem Stresses bricht, helfen die Formeln nicht viel. Und beschaffbar müssen die auch sein...
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