Was ist zu erwarten, wenn man einen Keramikkondensator unterdimensioniert? In der Regel ist ja angegeben, dass unter 250% der nominalen Spannung kein Durchschlag / mechanischer Schaden auftritt. Was ist also (langfristig) zu befürchten, außer dass die Kapazität je nach Dielektrikum unter dem normalen Wert liegt?
> dass unter 250% der nominalen Spannung kein Durchschlag auftritt
Wo hast Du das denn her?
Vor Allem was soll es denn bringen einen Kondensator oberhalb der Spezifikationen zu betreiben ? Das Overclocker- &Tuner feeeling ? Die reduzierte Lebensdauer ?
MLCC Overvolter schrieb: > In der Regel ist ja angegeben, dass unter 250% der nominalen Spannung > kein Durchschlag / mechanischer Schaden auftritt. Im Gegenteil: viele Keramikkondensatoren haben ein Voltage Derating von bis zu 20 % oberhalb von 60 Grad. http://www.murata.com/products/catalog/pdf/c02e.pdf Das was Du anführst ist die maximale Prüfspannung für maximal 5 Sekunden. Gruß Anja
"Withstanding Voltage (No dielectric breakdown or mechanical breakdown): 250% of the rated voltage" habe ich einfach mal so interpretiert. Ich habe zu der Themaitk einfach nichts vernünftiges gefunden - aber jetzt wo ihr es sagt: Andere Hersteller schreiben dazu, dass der Test nur 5 sec. dauert. Ich wollte einfach nur wissen, wie das Bauteil dann ausfällt. Die Kapazität wird wohl (schneller) abnehmen, aber sonst?
Grund für meiner Frage ist ganz banal: Kondensatoren der nächsthöheren Spannungsfestigkeit kosten über das zehnfache (25V->35V)...
Um es mal banal zu betrachten... fuer ein Bastelstueck kann man die Keramik-Kondensatoren mit Ueberspannung betreiben. Fuer ein industrielles Produkt natuerlich nicht, denn ein Gewaehrleistungsanspruch, resp Produkterueckruf ist viel teurer. Da moechte man die Lebensdauer haben. Der Name einer Firma leidet wenn das Geraet nach der Garantiefrist aussteigt. Es gibt gewisse Branchen, bei denen die Lebensdauer nicht mal die Garantiefrist erreichen muss. zB iPhone und dergleichen. In der Industrie geht man aber immer noch von ueber 10 Jahren Lebensdauer aus. Ich bin gluecklich, dass die aeltesten meinr Produkte mittlerweile 15 Jahre laufen.
Koennen wir mal die Komponenten fuer welche der Faktor 10 gelten soll kennenlernen. Abgesehen von voellig uebertriebenen Kapazitaeten (10..100uF) ist der Preis von Keramikkondensatoren kein Thema fuer mich.
MLCC Overvolter schrieb: > Grund für meiner Frage ist ganz banal: Kondensatoren der nächsthöheren > Spannungsfestigkeit kosten über das zehnfache (25V->35V)... Hast du da mal ein Beispiel? MLCC Overvolter schrieb: > Was ist zu erwarten, wenn man einen Keramikkondensator > unterdimensioniert? Schon im ganz normalen Betrieb wird ein MLCC mit hochkapazitivem Dielektrikum (also das, was man ab 1uF aufwärts bekommt) bei der MAXIMALEN (ja, diese 25V/35V sind die maximale) Spannung nur einen Bruchteil der aufgedruckten Kapazität haben (ca. 30%). Kannst du damit leben und kommt deine Schaltung damit klar?
Dazu gab es gerade einen Artikel in EDN-europe, hier die Web-Version: http://www.edn.com/design/analog/4402049/Temperature-and-voltage-variation-of-ceramic-capacitors--or-why-your-4-7--F-capacitor-becomes-a-0-33--F-capacitor das besteht aus drei Seiten und Diagrammen, der Zeitschriftenartikel ist besser lesbar. "...why your 4.7-uF part becomes 0.33 uF" bei nur 5V DC! Ich hatte schon lange den Verdacht, dass an den winzigen SMD-Mikrofarad-Typen etwas faul ist. Das sind ja eher Varicaps für Niederfrequenz.
Es ist eben genau so ein "übertrieben großer" C (10µF). Für 25V bekommt man die für ca. 5ct, für 35/50V für ca. 50ct. Zum Einsatz kommen die als Eingangskapazität bei einem kleinem Schaltwandler, die 10µF sollten schon sein. Werde sie wohl in 2 Kondensatoren aufteilen und sie senkrecht auflöten... Dass Keramikkondensatoren je nach Material schon ordentlich Kapazität mit zunehmender Spannung verlieren ist ja hinreichend bekannt, ich frage mich, ob die Chiphersteller das in ihren Formeln zur Berechnung der benötigten Werte auch berücksichtigen. Vermutlich nicht, dennoch verwenden die Evalboards die berechneten Bauteilwerte - weiß da jemand mehr?
Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > Dazu gab es gerade einen Artikel in EDN-europe, hier die Web-Version: > http://www.edn.com/design/analog/4402049/Temperature-and-voltage-variation-of-ceramic-capacitors--or-why-your-4-7--F-capacitor-becomes-a-0-33--F-capacitor > das besteht aus drei Seiten und Diagrammen, der Zeitschriftenartikel ist > besser lesbar. > "...why your 4.7-uF part becomes 0.33 uF" bei nur 5V DC! > Ich hatte schon lange den Verdacht, dass an den winzigen > SMD-Mikrofarad-Typen etwas faul ist. Das sind ja eher Varicaps für > Niederfrequenz. Sehr interessanter Artikel. Dass die Keramik-Kondesatoren so stark an Kapazität verlieren war mir vorher nicht bewusst. Vor allem, dass es größtenteils an der Bauform liegt. Wieder was dazugelernt und wieder was mehr auf das man acht geben muss :-)
Hallo MLCC Overvolter. > In der Regel ist ja angegeben, dass unter 250% der nominalen Spannung > kein Durchschlag / mechanischer Schaden auftritt. Oje. Das habe ich vor 30 Jahren auch mal so als Daumenregel gelernt, und bis vor gut 10 Jahren hat das bei Nicht-Hochleistungsdielektrica für Through-Hole auch durchaus noch funktioniert. Aber Mittlerweille hat sich alles weiterentwickelt..... Es ging aber IMMER nur um Pulse, und NIE um Dauerspannung., d.h. ein 50V Type konnte dazu benutzt werden, 200V Spikes "glattzuziehen". Gerade Keramische Kondensatoren hatten sich mal einen guten Ruf erworben, was Robustheit und Spannungsfestigkeit anging. Allerdings, mit zunehmender Miniaturisierung, extremeren Dielektrica und extremeren Werten ging es immer dichter an die Grenzen heran, und die Teile wurden in jeder Hinsicht empfindlicher. Es gibt nun mal physikalische Grenzen, und wenn Du einen keramischen Kondensator genauso robust wie 1980 haben willst, wird er wohl auch auf die gleiche Größe wie 1980 kommen. > Was ist also (langfristig) zu befürchten, außer dass die Kapazität je > nach Dielektrikum unter dem normalen Wert liegt? Er wird heiss und schlägt durch. ;-( Für die angesprochenen Funktionen und Größenordnungen sind eigentlich Folienkondensatoren der klassische Anwendungsfall....mit allen Vor- und Nachteilen. Wenn Du die Spikes mit anderen Mitteln ausreichend eliminierst (Supressordioden z.B.), gehen durchaus auch epitaktische Tantalkondensatoren. Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.dl0dg.de
"Es ging aber IMMER nur um Pulse, und NIE um Dauerspannung., d.h. ein 50V Type konnte dazu benutzt werden, 200V Spikes "glattzuziehen"." Wenn der Kondensator die Spannungsimpulse glättet (geladen wird) liegen ja effektiv keine 200V am Kondensator an?
MLCC Overvolter schrieb: > Dass Keramikkondensatoren je nach Material schon ordentlich Kapazität > mit zunehmender Spannung verlieren ist ja hinreichend bekannt, ich frage > mich, ob die Chiphersteller das in ihren Formeln zur Berechnung der > benötigten Werte auch berücksichtigen. Ja, die Kapazität wird bei 1V gemessen. Um wieviel sich die Kapazität reduziert, das steht irgendwo tief vergraben in den AppNotes der Hersteller. > Vermutlich nicht, dennoch verwenden die Evalboards die berechneten > Bauteilwerte - weiß da jemand mehr? Man setzt dann eben bei 12V statt eines 0805 16V Kondensators gleich mal einen 1210 25V Kondensator ein... Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > Das sind ja eher Varicaps für Niederfrequenz. Evtl. auch geeignet zur Temperaturmessung, wenn sich die Kapazität auf 1/5 reduziert... :-/ Frank M. schrieb: > Keramik-Kondesatoren so stark an Kapazität verlieren > ... dass es größtenteils an der Bauform liegt. Das ist nur ein Symptom, wenn die gleiche Kapaztät über verschiedene Bauformen verglichen wird. Immerhin ist das Volumen eines 1210 Bauteils zehnmal größer als das eines 0603 Bauteils (1.6x0.8x1.4 = 1.8mm³ vs. 3.2x2.5x2.2 = 17.6mm³, Quelle AVX CY5V). Es liegt also eigentlich daran, dass bei kleinen Bauformen für die selbe Kapazität die "besseren" (oder eher schlechteren) Dielektrika verwendet werden (müssen). Also hier nicht Ursache und Wirkung verwechseln... Andy D. schrieb: > Wenn der Kondensator die Spannungsimpulse glättet (geladen wird) liegen > ja effektiv keine 200V am Kondensator an? An den Anschlüssen schon. Aber wegen der Anschlussinduktivitäten nicht flächig auf den Platten...
Die "Varicaps" könnte man ja für deren klassische Einsatzzwecke verwenden - VCO - parametrischer Verstärker - Varaktor-Frequenzvervielfacher nur statt auf UHF im Niederfrequenzbereich. Parametrische Verstärker waren mal (60er Jahre) die rauschärmsten Empfangsverstärker z.B. in Satelliten-Bodenstationen. Während ein normaler NF-Verstärker seine Energie aus dem Gleichspannungs-Netzteil erhält, wird ein parametrischer Verstärker mit Wechselspannung der sogenannten Pumpfrequenz gespeist. http://de.wikipedia.org/wiki/Parametrischer_Verst%C3%A4rker#Parametrische_Verst.C3.A4rker
Lothar Miller schrieb: > Es liegt also eigentlich daran, dass bei kleinen Bauformen für die > selbe Kapazität die "besseren" (oder eher schlechteren) Dielektrika > verwendet werden (müssen). > Also hier nicht Ursache und Wirkung verwechseln... Hast recht. Wobei das leider nicht offensichtlich ist, denn mir ging es wie dem Autor des Artikels, ich habe angenommen (ohne im Detail mich darin eingelesen zu haben) X7R sei eine fixe Art Dielektrikum, und X7R in 1210 ist das selbe X7R wie in einem 0605 Kondensator. Mein Glück, wie ich beim drüberschauen über meine verwendeten Kondensatoren sah, war, dass ich bei Kondensatoren mit großer Kapazität die Bauform nach dem Preis gewählt habe, dadurch habe ich automatisch die 'richtige' Bauform für die Kapazität gewählt, da zu kleine Bauformen deutlich teurer werden.
Kommen die Erkenntnisse ins BWL-Handbuch für geplante Obsoleszenz? Wäre vielleicht auch interessant so etwas direkt im Datenblatt zu verankern;-)
Norbert schrieb: > Kommen die Erkenntnisse ins BWL-Handbuch für geplante Obsoleszenz? > > Wäre vielleicht auch interessant so etwas direkt im Datenblatt zu > verankern;-) Zwar nicht die Obsoleszenz, aber die anderen Angaben sind bspw. in den Datenblättern von TDK zu den einzelnen Kondensatoren... Z.B. http://product.tdk.com/capacitor/mlcc/en/documents/C2012X7R1C475K125AB.pdf http://product.tdk.com/capacitor/mlcc/search_by_characteristics.php?lang=en&ref=us
Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > Das sind ja eher Varicaps für > Niederfrequenz. Hmm, eigentlich müsste man damit doch gut niederfrequente VCOs bauen können. :-) Gruss Harald
Arc Net schrieb: > Norbert schrieb: >> Kommen die Erkenntnisse ins BWL-Handbuch für geplante Obsoleszenz? >> >> Wäre vielleicht auch interessant so etwas direkt im Datenblatt zu >> verankern;-) > > Zwar nicht die Obsoleszenz, aber die anderen Angaben sind bspw. in den > Datenblättern von TDK zu den einzelnen Kondensatoren... > Z.B. > http://product.tdk.com/capacitor/mlcc/en/documents/C2012X7R1C475K125AB.pdf > > http://product.tdk.com/capacitor/mlcc/search_by_characteristics.php?lang=en&ref=us Ja, ist aber zu kompliziert. Wir brauchen etwas Einfaches. Mit Bildern oder Symbolen. Vielleicht eine Rot-Gelb-Grün Ampel. Soll ja für BWLer verständlich sein!
Norbert schrieb: > Vielleicht eine Rot-Gelb-Grün Ampel. > > Soll ja für BWLer verständlich sein! Ich nehme das zurück. Das war unprofessionell. Was ich wirklich meinte sind natürlich verschieden hohe Stapel mit Euromünzen.
Norbert schrieb: > Was ich wirklich meinte sind natürlich verschieden hohe Stapel mit > Euromünzen. Versuchst du dich über meine grob geschilderte Sortiermethode mit nichtssagenden zum Thema nichtsbeitragenden Kommentaren lustig zu machen? Nun, dann frage ich dich, wie du Kondensatorbauformen auswählst, wenn du keinen akuten Platzmangel hast? Ich versuche die bis zu mir liebsten 0603 kleinstmögliche Bauform mit den besten Eigenschaften zum besten Preis auszuwählen und eine Variaton der Bauformen bei Kondensatoren zum Glätten aufrecht zu halten. Ich wüsste nicht was daran falsch ist sich unter anderem am Preis zu orientieren um aus der Auswahl unterschiedlicher Bauformen und mehrerer hunderter Kondensatoren den geeignetsten zu finden, denn wie du siehst, besteht auch eine Korrelation zwischen Preis und Tauglichkeit der Bauform.
Frank M. schrieb: > Versuchst du dich über meine grob geschilderte Sortiermethode ... lustig zu machen? Nicht im Geringsten, Frank. Ich würde sogar soweit gehen zu behaupten, das ich deinen Beitrag noch nicht einmal bewusst wahrgenommen habe. Der Bezug war eher zur geplanten Unterdimensionierung des originalen Posts.
Hallo Andy D. und Lothar Miller >>> "Es ging aber IMMER nur um Pulse, und NIE um Dauerspannung., d.h. ein >>> 50V >>> Type konnte dazu benutzt werden, 200V Spikes "glattzuziehen"." >Andy D. schrieb: >> Wenn der Kondensator die Spannungsimpulse glättet (geladen wird) liegen >> ja effektiv keine 200V am Kondensator an? >An den Anschlüssen schon. Aber wegen der Anschlussinduktivitäten nicht >flächig auf den Platten... Richtig. Es hängt noch von mehreren Kleinigkeiten ab. Von der Flankensteilheit bzw. Anstiegsgeschwindigkeit der Pulse, vom Wellenwiederstand der Leitung (auf der Platine), auf der die Impulse ankommen, und von den parasitären Anschlussimpedanzen des Kondensators selber. Es gelangt also immer nur etwas "gebremstes" auf den Kondensator, und wird da "verteilt", und ein Teil läuft auch weiter am Kondensator vorbei. Darum macht es ja auch so viel Sinn, Kondensatoren unmittelbar am IC zu plazieren. Von aussen einlaufende Spikes haben sehen erst mal eine relativ hohe Induktivität und einen hohen Leitungswiderstand, bevor sie auf den Kondensator treffen, was Tiefpasswirkung bedeutet, und Surges des ICs können aus den Kondensator mit niedriger Leitungsinduktivität und niedrigem Leitungswiderstand bedient werden. Für kräftige, aber langsamere Anteile externer Störimpulse machen sich u.u. trozdem noch Kondensatoren am Leitungsanfang gut. Die können aber dann auch langsamer sein, wenn sie dann entsprechende Kapazität und Spannungsfestigkeit haben. Spielt man mit Kondensatoren und Induktivitäten, so ist auf mögliche Resonanzen zu achten. Die verdirbt man mit Widerständen längst über die Induktivitäten, um die Schwinkreisgüten runter zu knüppeln, und, wenn es heftiger wird, mit Dioden, die die Pulse in Kondensatoren schwappen lassen. Diese Kondensatoren müssen dann wiederum mit passend dimensionierten Widerständen entweder auf Betriebsspannung oder Masse entladen werden. Es gibt auch eine Idee, Schwingungen bzw. steile Flanken durch einen Carbondruck längst über der Leiterbahn zu bedämpfen. Zumindest in einem mir bekannten Falle mit einer hohen Eigenresonanzfrequenz scheint das geholfen zu haben. War aber eine Notlösung, um ein Design noch zu retten. Vermutete Wirkung: hohe Frequenzanteile laufen aufgrund des Skineffektes im schlecht leitenden Carbondruck statt im Kupfer. Wenn die Störungen auf der Platine selber erzeugt werden, und weder die ICs der Platine selber stören sollen, noch sich übermäßig über die Leitungen nach aussen verbreiten sollen, wird die Betrachtung noch komplizierter..... Diese Betrachtung gilt sowieso nur für Versorgungsspannungen und für relativ langsame (gegenüber den Störungen) oder gar statische Signale. Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.dl0dg.de
Zwecks Auftrennung einer Brummschleife bei meiner Hifi-Anlage musste ich einen Kondensator 100 pF in die Masse-Verbindung Gemeinschaftsantenne - Potentialausgleich - PE-Leiter einfügen, um die 100 MHz für den Tuner durchzulassen. Der Kondensator lag dann eigentlich auf beiden Seiten auf ca. "null", was man auch messen konnte. Zuerst hatte ich 2 Exemplare keramischer Kondensatoren, beide gingen defekt, und hatten dann praktisch keine Kapazität mehr. In einem Fall wurde genau gleichzeitig eine Leuchstofflampe ausgeschaltet, in dem Moment war das eben nicht mehr beidseitig auf "null" ... Erst mit einem Folienkondensator war alles in Ordnung.
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