Hallo Leute,
Kondensatoren sind ja in der Regel für einen gewissen Strom ausgelegt.
Das kann ich auch nachvollziehen, da bei einem dauerhaft anliegenden
Ripple Wärme entsteht usw....
Aber gehen Kondensatoren bei extremer Impulsbelastung auch kaputt?
"Hochspannungs"kondensatoren (450V) z.B. können locker für >1kA
Kurzschlussstrom liefern und irgendwie liest man manchmal, dass man
diese Nutzung unterlassen sollte.
Das Verstehe ich evtl auch, da durch den ESL innerhalb den Kondensators
eventuell negative Spannungen das Oxid abtragen könnten.
Aber: Entlädt man den Kondensator nicht ganz und sorgt für "angenehme"
Schaltflanken fließt dennoch ein extrem hoher strom jenseits jeglicher
Spezifikation, doch elektrisch sehe ich kaum Gründe warum der
Kondensator dabei degenerieren sollte. Die im ESR umgesetzte Energie ist
ebenfalls angesichts der
Thermischen-Masse-zu-Energiespeicher-Verhältnisses bei einmaliger
(DutyCyle < 0.01%) Belastung vernachlässigbar.
Man könnte bei den hohen Strömen noch das Zusammenzucken des
aufgerollten Aluminiums im Kondensator als mechnaische Belastung
ansehen.. aber ob das relevant ist weiß ich auch nicht. Das
elektrolytspeichernde Material ist doch auch relativ weich und
kuschelig.
Mich würde interessieren, wie sich z.B. impulsfeste
Elektrolykondensatoren von den normalen Elkos unterscheiden.
Kann jemand erklären, was in einem Elko technisch gesehen kaputt geht?
Ich würde mich freuen, wenn Vermutungen zurückgehalten werden und Leute
mit KnowHow hier dominieren :-)
Kondensatorquäler schrieb:> Mich würde interessieren, wie sich z.B. impulsfeste> Elektrolykondensatoren von den normalen Elkos unterscheiden.
die robustere Bauweise? Da ist alles etwas dicker und stabiler.
Hast du dafür eine Quelle? Wieso sollte es denn stabiler und robuster
sein müssen? Meines erachtens sind impulsfeste Kondensatoren eher nur
auf geringen ESL optimiert.
hinz schrieb:> Ja, und deshalb gibts extra impulsfeste Ausführungen.
genau, man muss sich nur mal überlegen das Impulsbelastung auch Kraft
auf die "Kondensatorplatten" bedeutet, Anziehung, Abstossung und das
einige 1000x pro Sekunde möglich. Da gibt jeder umgebene Isolator
irgendwann auf.
Kondensatorquäler schrieb:> Mich würde interessieren, wie sich z.B. impulsfeste> Elektrolykondensatoren von den normalen Elkos unterscheiden.
Sie haben glatte Folien, vor zig Jahren stand deshalb auch "glatt"
aussen auf dem Becher.
Übliche Elkos sind auf hohe Kapazität pro Volumen gezüchtet und deshalb
ist ihre Anodenfolie stark aufgeraut um eine möglichst große Oberfläche
zu erzielen.
Das hat aber auch zur Folge, dass sich ein Teil des Dielektrikums in den
Poren befindet, wo es nur über erhöhten Widerstand vom Elektrolyt
erreicht wird.
Das bedingt einerseits eine größere Zeitkonstante und somit eine
langsamere Ladung/Entladung und andererseits bei hohen Strömen eine
stärkere Erwärmung des Elektrolyten.
Impulsfeste aka glatte Elkos verzichten weitgehend auf die Aufrauung der
Anodenfolie, müssen dafür aber mehr davon einbauen und sind folglich
mechanisch deutlich größer.
>man muss sich nur mal überlegen das Impulsbelastung auch>Kraft auf die "Kondensatorplatten" bedeutet, Anziehung,>Abstossung und das einige 1000x pro Sekunde möglich.
Ich finds echt furchtbar, wenn Leute nichtmal ein Anfangspost lesen -.-
Hauptsache es geht plötzlich um den kHz bereich, um irgendwas
irrelevantes sagen zu können....
Hallo Foo, danke für die erste nützliche Info hier :-)
Ich finde das interessant, verstehe nun aber immernoch nicht, was die
Impulsfestigkeit herbeiführt. Du beschreibst eine Methode den ESR zu
verkleinern.
Bedeutet der lokal herhöte ESR denn wirklich, dass z.B. im krassen
überlastungfall der Elektrolyt in den Pooren verkocht oder sich
elektrolytisch zersetzt? Ich kann mir das beim besten Willen nicht
vorstellen. Es geht ja nun wirklich um einzelimpulse mit 25°C
Starttemperatur.
Das ESL spielt zwar auch eine Rolle, ist aber mehr bei Anwendungen in
Schaltnetzteilen eine wichtige Größe.
Bei Elkos für Impulszwecke (Blitzgeräte und dgl.) wird z.B. keine
aufgeraute Alu-Folie verwendet, sondern eine glatte. Die hat zwar
weniger Oberfläche und weniger Farad je m², dafür muss man mehr
Folienfläche zur Verfügung haben. Damit aber steht zwischen den Platten
eine größere Elektrolytfläche und die Stromdichte im Elektrolyten wird
nicht so hoch.
Dazu kommen Mehrfachkontaktierungen der Elektroden, dickere Alufolie bei
den Elektroden und andre Maßnahmen, die Stromfestigkeit zu erhöhen.
Bei wirklichen Impulsanwendungen werden Folienkondensatoren mit
besonders niederohmiger Kontaktierung verwendet. Da misst man den
Längswiderstand im Kondensator nicht in Ohm-Zahlen sondern in
mOhm-Zahlen. Robust muss der Aufbau sowieso sein, bei den kA
Entladestrom haut es die Zuleitungen alleine durch die magnetischen
Kräfte so umeinander, dass sie irgendwann reißen wenn sie nur aus
0,1mm-Folie gemacht sind.
Das ESL spielt zwar auch eine Rolle, ist aber mehr bei Anwendungen in
Schaltnetzteilen eine wichtige Größe.
Bei Elkos für Impulszwecke (Blitzgeräte und dgl.) wird z.B. keine
aufgeraute Alu-Folie verwendet, sondern eine glatte. Die hat zwar
weniger Oberfläche und weniger Farad je m², dafür muss man mehr
Folienfläche zur Verfügung haben. Damit aber steht zwischen den Platten
eine größere Elektrolytfläche und die Stromdichte im Elektrolyten wird
nicht so hoch.
Dazu kommen Mehrfachkontaktierungen der Elektroden, dickere Alufolie bei
den Elektroden und andre Maßnahmen, die Stromfestigkeit zu erhöhen.
Bei wirklichen Impulsanwendungen werden Folienkondensatoren mit
besonders niederohmiger Kontaktierung verwendet. Da misst man den
Längswiderstand im Kondensator nicht in Ohm-Zahlen sondern in
mOhm-Zahlen. Robust muss der Aufbau sowieso sein, bei den kA
Entladestrom haut es die Zuleitungen alleine durch die magnetischen
Kräfte so umeinander, dass sie irgendwann reißen wenn sie nur aus
0,1mm-Folie gemacht sind.
Kondensatorquäler schrieb:> Ich würde mich freuen, wenn Vermutungen zurückgehalten werden und Leute> mit KnowHow hier dominieren :-)
Dann frag doch bei den Herstellern an; Großkunden werden die gerne
Auskunft geben. Oder kämpfe Dich durch die Fachliteratur. Oder hol Dir
ein Gutachten bei einem diesbezüglichen Experten.
Deine Neugier ist zwar verständlich, für kostenlose Auskunft in einem
Forum musst Du Dich halt mit weniger präzisen Auskünften zufrieden
geben.
Du erreichst hier zwar Leute, die es besser wissen, oder welche die
besserwissen, aber keine Leute, die firmeninternes Wissen im Lauf der
Jahre erworben haben.
Ok ok ok.. das ist soweit nun klar.. aber das beschreibt lediglich, wie
Impulselkos auf die Impulsbelastung optimiert sind, erklärt aber nicht,
warum/ob normale Elkos bei entsprechender Belastung degenerieren..
Dass deren maximal erreichbarer Strom weit geringer ist, ist klar. Aber
auch bei normalen 450V Elkos mit ~0.1Ohm ESR schafft man schon Ströme im
unteren kA-Bereich. Würden die mit der Zeit kaputt gehen? z.B. wenn die
Elkos als Sicherheitsmaßnahme regelmäßig über eine Crowbar entladen
würden.. (ist jetzt nur eine hypothetische beispielsituation)
Peter R. schrieb:> Keine Leute, die firmeninternes Wissen im Lauf der Jahre erworben haben.
...und wenn, dann werden sie dieses Wissen nicht unbedingt öffentlich
weitergeben.
Peter R. schrieb:> Robust muss der Aufbau sowieso sein, bei den kA> Entladestrom haut es die Zuleitungen alleine durch die magnetischen> Kräfte so umeinander, dass sie irgendwann reißen wenn sie nur aus> 0,1mm-Folie gemacht sind.
ich dachte mehr an die elektrostatischen Kräfte zuwischen den Lagen,
denn ich habe schon einige mit dicken Backen gesehen wo ich weniger den
Elektromagnetismus verantwortlich machte.
Du hast recht, eine Anfrage beim Hersteller ist durchaus nutzvoll.
Allerdigns möchte ich auch nicht komplett ungebildet daherkommen. Denn
die wittern dann Unwissen und erzählen einem sonstwas für
Katasrophenszenarios, um Gründe zu schaffen, die teureren Kondensatoren
zu kaufen usw....
Leute, könnten wir uns wieder dem thema widmen? es ist unnötig auf eine
Offtopic-diskussion aufzuspringen, nur damit man was zu melden hat. Sry,
ich finds echt mega anstrengend. Das macht den Thread auch nutzlos, wenn
ihn mal jemand bei google findet, wenn der relevante Informationsgehalt
bei <20% liegt.
Kondensatorquäler schrieb:> Du hast recht, eine Anfrage beim Hersteller ist durchaus nutzvoll.> Allerdigns möchte ich auch nicht komplett ungebildet daherkommen. Denn> die wittern dann Unwissen und erzählen einem sonstwas für> Katasrophenszenarios, um Gründe zu schaffen, die teureren Kondensatoren> zu kaufen usw....Kondensatorquäler schrieb:> Leute, könnten wir uns wieder dem thema widmen?
dann schreib doch nicht so viel off topic
die Frage war "Gehen Kondensatoren durch Impulsbelastung kaputt?"
Die Antwort kann nur lauten JA (irgendwann geht eh jeder Kondensator
kaputt und mit Impulsbelastung trifft es einige früher)
Joachim B. schrieb:> die Frage war "Gehen Kondensatoren durch Impulsbelastung kaputt?"> Die Antwort kann nur lauten: JA (irgendwann geht eh jeder Kondensator> kaputt und mit Impulsbelastung trifft es einige früher)
...und das stand bereits in der ersten Antwort
Harald Wilhelms schrieb:> ...und das stand bereits in der ersten Antwort
und gehen impulsfeste Kondensatoren nie kaputt?
doch auch diese, nur später :-)
...das stand sogar schon im ersten Post, der den Thread eröffnet hat.
>und irgendwie liest man manchmal, dass man diese Nutzung>unterlassen sollte.
Und danach folgen Gründe, die in Frage stellen, WARUM man das
unterlassen sollte. Tut mir leid, wenn das inhaltlich nicht fassbar war
:-(
Die Tatsache WIE die impulsfestenkondensatoren optimiert sind ist
interesssant, aber es fehlt bisher leider der zusammenhang, WARUM das
für die Lebenseit relevant ist.
Bisher ist das alles recht dogmatisch. "Für Impulse nimm impulsfeste
Elkos"
Darf ich nicht nach dem Warum fragen? :-( (für den Fall, dass der hohe
ESR der Standardelkos dem gewünschten Impulsstrom nicht im Wege steht)
Kondensatorquäler schrieb:> Darf ich nicht nach dem Warum fragen?
Das darfst Du. Du wirst darauf aber vermutlich von den Herstellern keine
Antwort bekommen, da es sich dabei um Betriebsgeheimnisse handelt.
Glaube ich eher weniger, um ehrlich zu sein. Es muss ein grundlegendes
Konzeptproblem im Elko sein. Ob (elektro-)chemischer oder mechanischer
Natur.. Dass ein Elko stirbt liegt prinziell am Austrocken, was bei
Impulsbelastung kaum der Fall sein wird, da sich kaum etwas erwärmt (bei
entsprechend geringen DutyCycle)
Ein anderer Grund ist, dass dich das Oxid auflöst und der Leckstrom mit
der Zeit höher und höher wird bist es zum Kurzschluss kommt. Wobei sich
das Oxid in den Pulspausen reformieren sollte (wenn Spannung anliegt).
Also wäre auch ein dauerhaft beschädigtes Oxid nur auf Austrockung
zurückzuführen.
Ich verstehe einfach nicht, warum ich mehr Geld ausgeben sollte, solange
mit der ESR nicht in die Quere kommt.
Denke daran, dass bei einem Elektrolytkondensator der Entladestrom in kA
auch über den Elektrolyten fließt. Dabei wird die Längsspannung in der
Elektrolytschicht so hoch, dass Elektrolyse auftritt. Dabei werden
nicht nur die Elektroden sondern auch der Elektrolyt chemisch
angegriffen. Es kommt zur Ermüdung, sowohl von Elektrodenoberfläche als
auch von Elektrolyt.
Bei den Anschlüssen der Zuleitungen ist der Kontakt bei Elkos
normalerweise nur durch nieten hergestellt, nicht etwa durch schweißen.
Da geht der Übergang durch viele Engstellen, nicht wie etwa bei
gelöteten oder geschweißten Verbindungen. bei jedem kA-Impuls "
knabbert" die beteiligte Elektrolyse etwas an den Kontaktpunkten.
Bei Bauteilherstellern dürfte das Gewicht wohl eher auf der richtigen
technischen Beratung des Kunden und auf der Einigung auf Liefermengen
und Termine liegen. Ein verkaufsförderndes Horrorszenario dürfte sich
seltener finden lassen. Schließlich verdirbt eine Serie, die in der
Anwendung häufige Ausfälle bringt, nicht nur den Ruf des
Bauteilanwenders, sondern auch den des Herstellers.
Was das ESR angeht spielt es bei den Impulsen, wie sie für Blitzgeräte
usw.entstehen nur insoweit eine Rolle: Bei diesem Impulsbetrieb, ist das
ESR der geeigneten Kondensatoren deutlich jenseits der Werte, die bei
Schaltnetzteilen eine Rolle spielen.
Zur Beurteilung dient dann nicht das ESR, sondern gemessene Werte von
Impulshöhe, Häufigkeit usw. also Art des dabei verwendeten Schalters,
Aufbau der Stromkreises, Zahl und Folge der Impulse...
Impulsfestigkeit hat nicht unbedingt was mit Leistung, Elyt, ESR ... zu
tun.
Es ist auch eine Art, wie die Folien kontaktiert werden.
Das gilt auch für ganz kleine Signale.
Wenn ich mich recht erinnere, hatten früher die Polystyrol-C ein kleines
"d" (?) als Zusatz, wenn sie impulsfest waren.
Peter R. schrieb:> Bei den Anschlüssen der Zuleitungen ist der Kontakt bei Elkos> normalerweise nur durch nieten hergestellt, nicht etwa durch schweißen.> Da geht der Übergang durch viele Engstellen, nicht wie etwa bei> gelöteten oder geschweißten Verbindungen. bei jedem kA-Impuls "> knabbert" die beteiligte Elektrolyse etwas an den Kontaktpunkten.
Impulsfeste Folie-C werden durch "Schoppen" kontaktiert.
Fragt mich aber nicht, wie das geht. Ich habe das nur gelesen.
Autor: Kondensatorquäler (Gast), du bist aber nun nicht zu sehr
verwirrt!
Es ist eben eine Wissenschaft für sich.
Hmmmmmmmmmmmh Peter, also das Szenario mit der Längsspannung wäre
glaubwürdig....ich verstehe aber nun nicht, wie das bei Impulsfesten
Kondensatoren verhindert wird. Im Gegenteil: das was ich lese deutet ja
eher darauf hin, dass das Phänomen noch schlimmer ist, da das
Energie/Volumen-Verhältnis schlechter zu sein scheint. Als konsequenz
müsste also der Strom eines Impulselkos noch weitere Strecken im
Elektrolyt zurücklegen.
Wobei ich einsehen würde, dass es nicht auf die gesamtstrecke ankommt,
sondern auf den differentiellen Potentialunterschied pro Strecke (dU/ds
mit ds->0).
Das würde darauf hindeuten, dass man in Impulskondensatoren ein anderes
Elektrolyt verwendet. Aber würde der ESR so sehr vom Elektrolyt begrenzt
sein würde man den extra Aufwand der Alu-Kontaktierung nicht
treiben.....
Schon komisch. Scheint hexerei zu sein.
Kondensatorquäler schrieb:> Bisher ist das alles recht dogmatisch. "Für Impulse nimm impulsfeste> Elkos"> Darf ich nicht nach dem Warum fragen?
weil die Erfahrung gezeigt hat, dass nicht impulsfeste Kondensatoren
sonst sehr schnell kaputt gehen!
Kondensatorquäler schrieb:>> Wobei ich einsehen würde, dass es nicht auf die gesamtstrecke ankommt,> sondern auf den differentiellen Potentialunterschied pro Strecke (dU/ds> mit ds->0).> Das würde darauf hindeuten, dass man in Impulskondensatoren ein anderes> Elektrolyt verwendet. Aber würde der ESR so sehr vom Elektrolyt begrenzt> sein würde man den extra Aufwand der Alu-Kontaktierung nicht> treiben.....>> Schon komisch. Scheint hexerei zu sein.
Es ist mM nach eher so daß die vermeintliche Hexerei eher eine gewisse
Verständnisresitenz ist.
Bei Euch in D gibts im hohen Norden die Firma F&T-Cap. Die sprechen ein
so verständliches Deutsch daß ich es hier im Süden auch noch gut
verstehe.
Also - warum rufst Du dort also nicht einfach an und läßt Dir das
erklären was Dir hier schon Länge mal Breite erklärt worden ist?
Die Folie ist glatt, viel Strom verursacht mech. Kräfte, Stromdichte in
den Anschlußklemmen ist hoch usw usf. uns das wird halt bei einem
pulsfesten C anders gelöst als bei einem Wald und wiesen C, der sich mit
16V, 1A und 100Hz herumschlagen muß...
Grüße
MiWi
Nu hack doch nicht auf dem ESR herum.
Der ist ein Messwert, der erst mit der Verbreitung von Schaltnetzteilen
in Mode gekommen ist.
Ganz wesentlich sind:
Zuleitungen in für kA-Impulse ausreichender Dicke.
Verbindung mit den "Platten" in ausreichender Stärke, auch die "Platten"
(= Alufolie) in ausreichender Dicke.
Evtl. mehrere Zuleitungen an die Platte.
Keine künstliche Plattenvergrößerung durch aufgeraute Platten, damit
dann geringere Stromdichte im Elektrolyten.
Wenn man für 10µF 100cm² Platte hat anstatt 10cm² bei der aufgerauten
Platte, ist die Stromdichte im zwischen den Platten befindlichen
Elektrolyten nur noch ein Zehntel.
Damit ist, bei gleicher Elektrolytdicke auch der Widerstand des
Elektrolyten im Stromweg ein Zehntel.
Peter R. schrieb:> Nu hack doch nicht auf dem ESR herum.
Es kommt ja auch auf die Steilheit und die Häufigkeit der Impulse an.
Bei 500V und ein paar ns sieht die Sache anders aus als bei 50Hz und
Sinus mit gemächlichem Anstieg.
Kondensatorquäler schrieb:> wenn Vermutungen zurückgehalten werden und Leute> mit KnowHow hier dominieren :-)
Dann besorge Dir ein paar Testobjekte und seziere sie selbst.
Vorher entladen nicht vergessen!!!
0815 schrieb:> KA beim Elko?
Aber hallo?!
Macht jedes mittelgroße Blitzgerät. Was glaubst Du denn, wie
die Blitzleistungen von 500Ws bei Brenndauern im Millisekunden-
bereich hinbekommen?
> Der muss aber dann schon Wassereimer-Größe haben...
Spinner.
Vergleichbar mit einer Mono-Zelle; Durchmesser identisch,
Länge etwas größer. Allerdings sind ggf. mehrere Elkos je
Gerät verbaut; das 500Ws-Gerät, das ich kenne, hat z.B.
vier Stück.
Jaaah lass die leute reden. Man muss auf sowas nicht eingehen. Die hören
"kA" und meinen, das sei was mega krassen... und realisieren nicht, dass
es eignetlich nur kilo krass ist.
Aber der Einwurf mit kommerziellen Schweißgeräten ist interessant.
Leider habe ich nicht die Möglichkeit mir so eins einfach mal so
anzuschauen... hast du Quellen wo Kondensatortyp erkennbar ist incl.
einer Stromstoß größenordnung ?
