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?
> 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.
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.
Kondi.png
(3,7 KB)
