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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lebensdauer vom SMD-Elkos


Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Bei R wird für einen 10 µF 35 V low ESR-Typ eine "Lebensdauer bis 2000 - 
5000 Std" angegeben - das entspricht 83 bis 208 Tage.

Ja lohnt es dann überhaupt solche Dinger fest einzulöten, oder sollte 
man sie nicht besser sockeln?

Das kann doch eigentlich nicht sein...

Und in der Tat: laut Datenblatt ist das die Lebensdauer bei 105° C.

Autor: mhh (Gast)
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Wer betreibt seine Kondensatoren schon bei 105°C. Sicher nicht viele. Je 
kühler, um so länger.

Autor: Klaus Wachtler (mfgkw)
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mhh schrieb:
> bei 105°C.

... und Nennspannung.

Autor: HGD (Gast)
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und Nennstrom

übrigends 10°C weniger macht doppelte Lebensdauer, wie es sich mit 
Ripplestrom und Arbeitsspannung verhält kann ich nicht sagen, aber ich 
denke da kann man was abschätzen.

Autor: Daniel S (Gast)
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Ripplestrom schadet über die Wärmewirkung und somit muss der ESR bekannt 
sein, um da was abzuschätzen. In manchen datenblättern steht, welche 
Daten bei 50% Ripplestrom gelten.

SMD Elkos sollten in hochwertigen Produkten nicht eingesetzt werden - 
die Praxis zeigt nämlich, dass diese sehr gerne auslaufen und dann die 
Platine verätzen. Siehe NEC Multisync 6FG, Eizo T660i, Sony DAT 
Recorder...

Alternative: Tantalkondensatoren oder MLCs.

Autor: Florian V. (florianv)
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Daniel S schrieb:
> SMD Elkos sollten in hochwertigen Produkten nicht eingesetzt werden -
> die Praxis zeigt nämlich, dass diese sehr gerne auslaufen...

Das sollten sie nur, wenn man sie jenseits der Spec betreibt (dazu zähle 
ich auch die kalkulierte Lebensdauer). Oder die Dinger kommen von 
Billligherstellern, dass das Datenblatt schlicht gelogen ist. Es gibt 
Millionen von Schaltnetzteilen mit Elkos, auch SMD, die seit Jahren 
unauffälig laufen. Schlicht weil sie sorgfältiger designed sind, als die 
übliche Konsumerelektronik.

Als Beispiele für die Abhängigkeiten der Lebensdauer von Ripplestrom, 
Temperatur, Spannung kann man die Datenblätter von Elkos der 
Leistungselektronik nehmen. Also so Brummer größer 470µF und 450V z.B. 
von Epcos. Dort sind meist Kurven und Formeln der Parameter zu finden, 
anhand derer man sich grob die Zusammenhänge verdeutlichen kann.

> Alternative: Tantalkondensatoren oder MLCs.

Wobei Tantale immer die Problematik: Feuerwerk bei zu großem Ladestrom 
(Einschaltstrom) haben. Dessen muss man sich bewußt sein.

MLCs sind sehr schön, in den letzten Jahren gibt es die mit immer mehr 
Kapazität. Aber Vorsicht, ob der eingesetzte Spannungsregler mit 
Keramik-only zurechtkommt. Manchmal ist denen der ESR schlicht zu 
niedrig.

Sehr brauchbar sind auch Polymer-Elkos. Niedriger ESR, gute Lebensdauer, 
weniger Alterungseffekte als normale Elkos.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Florian V. schrieb:
> Wobei Tantale immer die Problematik: Feuerwerk bei zu großem Ladestrom
> (Einschaltstrom) haben. Dessen muss man sich bewußt sein.

Tantalkondensatoren haben noch ein anderes Problem:
http://www.kongo-kinshasa.de/kommentar/kom_059.php

Vernünftig betrieben halten SMD-Elkos ewig. In meinem MD-Recorder-Deck 
von 1994 sind jede Menge davon drin und das Ding spielt immer noch 
einwandfrei.

Autor: GB (Gast)
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Uhu Uhuhu schrieb:
> Bei R wird für einen 10 µF 35 V low ESR-Typ eine "Lebensdauer bis 2000 -
> 5000 Std" angegeben - das entspricht 83 bis 208 Tage

Also, wenn Du ins Datenblatt schaust, wirst Du feststellen, dass dies 
für Nennspannung, maximaler Umgebungstemperatur und ohne Strombelastung 
gilt.
Belastung mit max. möglichem Strom halbiert diesen Wert, eine um 10°C 
verringerte Umgebunstemperatur verdoppelt ihn.
Also, für ein Gerät, dass für eine Umgebunstemperatur von +40°C 
ausgelegt ist und in dessen Inneren 75°C nicht überschritten wird, 
landest du bei 5000h@105°C bei 40000h@75°C, also etwa 5 Jahren 
Dauerbetrieb.
Die meisten Konsumer-Geräte im werden aber gar nicht dauerhaft 
betrieben, also gibt es auch kein Problem.

Auch heisst es nicht, dass diese Elkos nach dieser Zeit kaputt sind, sie 
verlieren an Kapazität (bei Panasonic z.B. max 30%), und verändern sich 
auch sonst in Ihren Eigenschaften.

Letztlich ist die Auswahl der Elkos entscheidend.

Generell gilt:
Volumen hilft, je größer der Elko, um so höher die Lebensdauer.
Strombelastung gering halten oder Elkos mit speziellem Elektrolyten 
verwenden (z.B. OS-CON von Sanyo, bei denen gilt dann eine Verringerung 
um 20°C verzehnfacht die Lebensdauer.
Also bei 30°C Temperaturdifferenz 10^(3/2)=31,6-fach. Bei Lebensdauer 
von 5000h@105°C also knapp 160000h@75°C, entspricht etwa 18 Jahren)

Ansonsten genau in die Angaben schauen. SMD-Elkos sind eigentlich immer 
kleiner als THT-Elkos und haben das Proplem, dass sie durch die 
Kunststoffplatte am Boden und die kurzen Anschlüsse deutlich weniger 
Wärme loswerden als THT-Elkos, deshalb sieht man an vielen kritischen 
Stellen eher THT-Elkos als SMD-Elkos.
Die Angabe der Lebensdauer bei THT-Elkos bezieht sich normalerweise 
immer auf max. Temperatur, Nennspannung und maximalem Strom, während die 
Lebensdauer bei SMD-Elkos normalerweise bei max. Temperatur, 
Nennspannung und ohne Strombelastung angegeben wird.

Autor: Leberwurstbrot (Gast)
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>Bei R wird für einen 10 µF 35 V low ESR-Typ eine "Lebensdauer bis 2000 -
>5000 Std" angegeben - das entspricht 83 bis 208 Tage.

Diese Lebensdauerangabe gilt praktisch für jeden Elko. Sie bezieht sich 
auf den Betrieb bei der spezifizierten Maximaltemperatur von +85°C oder 
(wesentlich seltener) +105°C. Bei niedrigeren Temperaturen steigt die 
Lebensdauer ganz gewaltig an.

Außerdem unterscheiden sich SMD-Elkos von bedrahteten hinsichtlich des 
Lebendsdauer bestimmenden Aufbaus praktisch nicht. Lediglich die 
Lötkontakte sind anders. Also halten SMD-Elkos auch nicht kürzer als 
bedrahtete.

Interessant ist, daß SMD-Elkos oft eine erheblich größere PCB-Fläche 
verbrauchen als bedrahtete. Deswegen findet man auf SMD-Platinen bei 
sehr gedrängtem Aufbau auch heute noch gerne bedrahtete Elkos.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Knut Ballhause schrieb:
> Tantalkondensatoren haben noch ein anderes Problem:
> http://www.kongo-kinshasa.de/kommentar/kom_059.php

Das meiste Niob wir in der 1. und 2. Welt Staaten gefördert.
Aus Afrika kommt nur 0,4% der weltweiten Produktion.
http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/n...

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Alexander Schmidt schrieb:
> Das meiste Niob wir in der 1. und 2. Welt Staaten gefördert.

Es ging aber um Tantal, nicht Niobium.  Letztere Kondensatoren gibt es
auch, allerdings sind sie seltener (obwohl sie vergleichbare Daten
haben).  Habe irgendwo in den Weiten des Internet gelesen, dass
Niobium-Elkos ursprünglich das sowjetische Pendant zu Ta-Elkos waren,
da der Ostblock nicht über nennenswerten Zugang zu Tantal verfügte.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Bei Tantal sieht es etwas anders aus, es kommt zu einem Drittel aus 
Afrika.
Mine production 2009
United States      -
Australia        560 
Brazil           180 
Canada            40 
Congo (Kinshasa) 100 
Rwanda           100 
Other countries  180 
World total    1,160
http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/n...

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