Hi,
mir ist gerade ein Tantal hochgegangen; allerdings nicht beim Ein- oder
Ausschalten, sondern während des normalen Betriebes. Das Board lief auch
bereits ohne Fehler mehrere Wochen - pro Tag 10 Std.
Die Tantals sitzen bei mir nach dem Schaltnetzteil und der
Strombegrenzung von zwei parallel geschalteten B340A Dioden und einer
Schottkydiode zur Spannungsbegrenzung. Insgesamt produziert das
Schaltnetzteil ca. 2A - 3A; die Spannung beträgt 12V. Die Tantals sind
für mindestens 16V ausgelegt - wurde so dem Bestücker kommuniziert.
Der Tantal, der sich direkt am Spannungseingang sitzt ist allerdings
nicht hochgegangen, sondern einer, der weit weg vom Spannungseingang
sitzt. 2cm daneben befindet sich ebenfalls noch ein Tantal (gleiche Art)
und der ist ebenfalls heile geblieben. Frage: noch Heile geblieben, oder
ist das Verbrennen des Tantals auf eine andere Ursache zurückzuführen?
Eine Überspannung würde ich ausschließen und bei einer schnellen
Stromänderung würde ich eher den Einschaltmoment heranziehen - dieser
lag allerdings mehrere Stunden zurück. Fünf Minuten zuvor habe ich das
Board resettet, nach dem erfolgreichen Bootvorgang hab ich gar nichts
gemacht.
Zieht sich der Prozess über einen längeren Zeitraum hinweg, bis der
Tantal dann irgendwann ohne ersichtlichen Grund verbrennt?
Btw. kann man im Datenblatt eines Tantals ersehen, welche Stromspitzen
dieser laut Tests abkann?
Mfg
Kevin
Kevin schrieb:> Schaltnetzteil ca. 2A - 3A; die Spannung beträgt 12V. Die Tantals sind> für mindestens 16V ausgelegt - wurde so dem Bestücker kommuniziert.
Das ist zu dürftig bei 12 V, mindesrtens 20 V
> 2cm daneben befindet sich ebenfalls noch ein Tantal (gleiche Art)> und der ist ebenfalls heile geblieben. Frage: noch Heile geblieben, oder> ist das Verbrennen des Tantals auf eine andere Ursache zurückzuführen?
Glück gehabt.
> Eine Überspannung würde ich ausschließen und bei einer schnellen> Stromänderung würde ich eher den Einschaltmoment heranziehen - dieser> lag allerdings mehrere Stunden zurück. Fünf Minuten zuvor habe ich das> Board resettet, nach dem erfolgreichen Bootvorgang hab ich gar nichts> gemacht.>> Zieht sich der Prozess über einen längeren Zeitraum hinweg, bis der> Tantal dann irgendwann ohne ersichtlichen Grund verbrennt?
Der Grund ist völlig klar: unterdimensioniert.
> Btw. kann man im Datenblatt eines Tantals ersehen, welche Stromspitzen> dieser laut Tests abkann?
Ja.
Fachliteratur und professionelle Dimensioniwerungen in den AN der
Schaltkreishersteller ansehen.
Guest schrieb:> Tantal Kondensatoren altern sehr stark und beim Altern nimmt die> Spannungsfestigkeit einfach ab.
hast für die alterung/ abnahme der spannungsfestigkeit nen beleg?
Tantals haben eigentlich keine Alterserscheinungen im Gegensatz zu Elkos
und Kerkos. Bei X5R und X7R Kerkos kann der Kapazizätsverlust zwischen
1,5-3,5% pro 10000 Stunden liegen (bei Y5V sogar bis 4-10%). Dies kann
aber durch Erwärmung bis >= 135°C wieder rückgängig gemacht werden.
Tantal mögen aber glaub ich keine großen Impulsströme bzw. Rippelströme
wir verwenden seit 30 Jahren keine Tantal mehr weil die in der Statistik
vom Prüffeld immer führend gewesen sind. Normaler Elko mit gleicher
Spannung und gut isses
Nach den Tantal kamen im Übrigen die DIP Schalter bzw. Mäuseklaviere und
die verbauen wir heute auch nicht mehr
Bürovorsteher schrieb:>> Zieht sich der Prozess über einen längeren Zeitraum hinweg, bis der>> Tantal dann irgendwann ohne ersichtlichen Grund verbrennt?>> Der Grund ist völlig klar: unterdimensioniert.
kannst du diesen Punkt etwas weiter ausführen für mich? In welcher
Beziehung unterdimensioniert?
Bürovorsteher schrieb:>> Btw. kann man im Datenblatt eines Tantals ersehen, welche Stromspitzen>> dieser laut Tests abkann?>> Ja.
wie wird im Datenblatt dieser Wert bezeichnet?
zp5ui schrieb:> Ich habe früher auch schlechte Erfahrungen mit dem Zeug gemacht.> Da gab es mal eine Faustregel Unenntantal >= 2*Ubetrieb
ok, ansonsten nagt die Spannung bzw. Zeit schneller am Tantal?
Tantal-Elko? Ist für mich immer noch ein NO-GO!
Nach meinen Erfahrungen aus früheren Jahren kenne ich die
nur als Ausfallverursacher.
Hat man die Schaltung mit Standard-Elkos gleicher Spezifikation
(zur Not noch einen kleinen Kerko parallel) versehen, staunte
man (alle paar Jahre), dass andere Bauelemente bei moderater
Belastung auch mal versagen können...
Tantals haben auch mal die fatale Eigenschaft, trotz Einhaltens der
Nennwerte (25V Elkos in 12 Volt Schaltungen) einfach mal auf Kurzschluss
zu gehen.
Ich kann davon ein Liedchen singen. Studer/Revox Bandmaschinen hatte ich
in den Spitzenzeiten alle paar Wochen deswegen aufm Tisch. Die wolltens
halt besonders gut machen - war aber ein Eigentor.
Vor allem vor den kleinen Tropfenformen sei deswegen gewarnt.
Welche Rippelspannung ist denn für einen Tantal noch akzeptabel? Mein
Schaltnetzteil ist das SP-150-12V, welches einen Rippel von 100mV
besitzt. Oder sollte man am Ausgang von einem Schaltnetzteil stets auf
Tantals verzichten. Sprich Tantals nur einsetzen, am Ausgang von einem
Spannungsregler, der nen maximalen Strom und Spannung vorgibt - wie z.B.
LM1117-3.3?
A. K. schrieb:> Kevin schrieb:>> ok, ansonsten nagt die Spannung bzw. Zeit schneller am Tantal?>> http://www.avxtantalum.com/pdf/VOLTAGED.PDF
Danke A. K. für den Link - sehr interessant. Gibt es auch ein gutes
Buch, welches solche Zusammenhänge listet?
Im Grunde ist es eher der Rippelstrom der den Teilen zu schaffen macht.
Besonders beim allerersten Einschalten sollte das maximale di/dt
begrenzt werden. Je näher man an die spezifizierte Umax heran kommt,
desto empfindlicher reagieren sie dann auch auf Rippelströme bzw. große
Stromänderungen in kurzer Zeit während des Betriebs. Bis 12VDC sind wir
bisher mit auf 35V gespekten Tantals gut gefahren. Wenn das verwendete
Netzteil beim einschalten keine Rampe über mehrere Millisekunden fährt
sonder relativ hart einschaltet kann manchmal ein kleiner
Serienwiderstand in der Zuleitung helfen (so um die 0.1R je Volt, hier
also 1.2R bis 2.2R).
Besonders oft trifft man den Effekt wen man ein Netzteil verwendet was
den Ausgang vom Verbraucher während der Anlaufphase abtrennt und dann
abrupt zuschaltet wenn die Ausgangsspannung stabil ist.
Warum soll es gleich ein Buch sein?
So kurze spezielle Veröffentlichungen in Fachmagazinen reichen.
Petrick, Dr. P. "Messen+Prüfen" Nov.83/87
Petrick, Dr. P. "Elektronik Anzeiger" 2/80/21
Sprague "IEE 1986" -0569-5503/86/0000-0663
Franklin, RW: Electronic Engineering" 5/85/61
Franklin, RW: "CARTS" 1985
Franklin, RW: "Electronic Manufacture+Test" June85/37
Petrick, Dr. P.: "Stossstromprüfung bei Tantal-K.
Elektronik Informationen 8-1989
Petrick, Dr. P.: "Stromstossverhalten von Elektrolyt-
K. mit festem Elektrolyt"
Elektronik-Informationen 3-1990
Markt&Technik....immer wieder zwischendurch...
Hmm... schrieb:> Besonders oft trifft man den Effekt wen man ein Netzteil verwendet was> den Ausgang vom Verbraucher während der Anlaufphase abtrennt und dann> abrupt zuschaltet wenn die Ausgangsspannung stabil ist.
wie wird ein solches Verhalten eines Netzteils im Datenblatt
beschrieben? Oder wird das nicht erwähnt?
Kevin schrieb:> Hmm... schrieb:>> Besonders oft trifft man den Effekt wen man ein Netzteil verwendet was>> den Ausgang vom Verbraucher während der Anlaufphase abtrennt und dann>> abrupt zuschaltet wenn die Ausgangsspannung stabil ist.>> wie wird ein solches Verhalten eines Netzteils im Datenblatt> beschrieben? Oder wird das nicht erwähnt?
Zumindest bin ich noch nicht auf so etwas gestossen. Oft haben Netzteile
einen größeren C am Ausgang, der den Spannungsanstieg etwas begrenzt.
Notfalls muß man halt beim Hersteller anfragen oder Messen. Für
Prototypen empfiehlt sich sowieso eine Laborversorgung mit
Strombegrenzung, die kann man dann langsam hochdrehen.
Hallo, jetzt bin ich aber doch etwas beunruhigt und habe eben mal den
Spannungsanstieg des Schaltnetzteiles gemessen:
12 V Nennspannung, Spannungsanstieg beim Einschalten : 10v/ms
Ist das unkritisch für einen Tantal ?
Dirk
...ich habe einen Tantal mal auf dem Steckbrett versehentlich verpolt.
Die Schaltung hat ca 30 Minuten einwandfrei funktioniert, danach hat er
es mit einem ordentlichen Knall ausgehaucht....
ich denke auch das man die Tantals lassen sollte, wofür sie gut sind.
In Netzteilen mit Ripple sind sie doch überfordert.
Für Referenzspannungen und Linearregler sind sie brauchbar.
Ich habe jedenfalls noch keine unbedingt benötigt.
Ich kenne einen Ing. der zu DDR Zeiten die DRAM Bausteine eines 8 Bit
Z80 Rechners anstatt der Keramik C mit Tantal gestützt hatte und sich
wunderte, warum die Kiste nicht lief. :-)
Tantal raus, Keramik rein, alles wurde gut....
Tantals waren früher nun mal die einzige Möglichkeit, hohe Kapazitäten
im militärischen und L+R Temperaturbereich zu realisieren. Andere
Technologien haben ja inzwischen aufgeholt.
Lade dir mal den Samsung-Katalog herunter:
http://www.samsungsem.com/servlet/FileDownload?filename=productcatalog/pdf/Tantalum_Capacitors.pdf
Dort findest du im Kapitel "Precautions in using Tantalum Capacitors"
die notwendigen Einschränkungen im Betrieb und u.a. auch ein Beispiel
zur Berechnung des maximalen zulässigen Ripplestroms.
Arno
Bei einem halbwegs vernünftig designtem Schaltregler hält sich der
Ripple normalerweise in verträglichen Grenzen. Solange die Dinger beim
ersten Ladevorgang keine wahnsinnigen Stromanstiege sehen und
ausreichend Spannungsreserve haben ist das alles kein Problem.
10V/ms ist allerdings wirklich heftig. Bei 0.1R Innenwiderstand sind das
satte 100A/ms,also viel zu viel. Die meisten Regler verhindern einen
Current Inrush beim einschalten,oder hast du das im Leerlauf gemessen?
Belaste das mal probeweise mit 1k und ein paar nF parallel,so wie es in
einer realen Schaltung sein wird. Dann sollte das dramatisch runter
gehen. Wenn du unter ein paar A/ms kommst sollte das passen. Genauere
Werte verrät der Hersteller,hab aber gerade nix zum nachschlagen
parat.Einige Hersteller haben auch Appnotes wo auf die Mechanismen
eingegangen wird die zur Zerstörung führen,vor allem die inhomogenitäten
im Tantal die sich erst unter Spannung ausgleichen und Hei schnellen
Anstiegen zu mikroskopisch kleinen Temperaturüberhöhungen führen die zu
Lawineneffekten führen können oder zu einer Vorschädigung.
Abgesehen davon das Tantals durchaus beherrschbar sind wenn man erstmal
versteht was die Teile zum brennen bringt sehe ich heute in Zeiten von
Low ESR Elkos und relativ günstigen Keramikkondensatoren bis in den
unteren uF Bereich kaum noch Gründe die zwingend für Tantals sprechen.
>>>>Die meisten Regler verhindern einen
Current Inrush beim einschalten,oder hast du das im Leerlauf gemessen?
Hallo, nein, ich habe in der Schaltung gemessen, allerdinds ist das IPC
Schaltnetzteil von einem namhaften Hersteller B***** üerdimensioniert.
Habe jetzt die Tantalspannung von 16 V auf 35 V angehoben. Bisher war
allerdings noch kein Ausfall vorhanden.
LG Dirk
Bei der ganzen Geschichte habe ich jetzt nicht gelesen, daß der Strom in
die Tantals beschränkt wurde (Widerstand), es gab nur Dioden und
Überspannungsschutzdioden - keine wirksame Strombegrenzung - Tantal tot.
Wobei Tantal auch nicht gleich Tantal ist. Es gibt auch solche die sich
auch für Schaltnetzteile eignen. Z. B. die Kemet T495 Reihe. Die kosten
halt etwas mehr. Bei Schaltfrequenzen von 500kHz wird es mit Low-ESR
Al-Elkos schon schwierig. Low-ESR Tantal spielt da noch und Keramik ist
zumindest bei höheren Spannungen noch teurer.
Standard Tantals sind allerdings wohl eher Brandsätze als Kondensatoren.
Die tropfenförmigen Typen sind ja noch harmlos. Eine Stichflamme und das
war's. Mir sind aber schon einige 22µF/35V SMD Elkos explodiert. Die
Brocken haben sich sogar in das umgebende Alu Gehäuse eingebrannt. Die
Spannung betrug etwa 10V. Jetzt habe ich 220µF/16V Alu-Becher drin. Die
halten bislang.
