Hallo liebe Elektronikfreunde
Ich bin gerade auf der Suche nach einem Kondensator 470 Mikrofarad
(gerne auch mehr) mit 16 Volt (auch hier gerne mehr).
Das wäre an sich trivial, allerdings kann ich nur welche verwenden, die
einen sehr niedrigen Leckstrom aufweisen.
Bisher habe ich folgendes rausgefunden:
Aluminiumelko: Nichicon WT-Serie: 75,2 uA Leckstrom ca. 1,50 Euro
Keramikkondensator: MLCC X7(5)R: 320 uA Leckstrom ca. 18 Euro
(Parallelschaltung)
Tantal-Polymer: >23,5 Mikroampere, ca. 6 Euro
wetted Tantal: 3 uA Leckstrom, allerdings 120 Euro
Folienkondensatoren würden zwar theoretisch gehen, aber auch sehr teuer.
Praktisch geht es aber nicht, weil das Volumen nicht mehr sinnvoll ist.
Ich brauche einen Leckstrom von möglichst weit, aber mindestens unter 20
Mikroampere und möglichst günstig, also 20 Euro sind okay, weniger ist
besser. Der Kondensator wird langsam über eine hochohmige Quelle von 240
KOhm auf eine DC-Spannung aufgeladen und verbleibt dann auf dieser
Spannung. Das geht natürlich nur, wenn durch diesen 240 KOhm Widerstand
mehr Strom fließt, als ich durch den Leckstrom des Kondensators
verliere. Daher das Limit von 20 Mikroampere, am liebsten ware mir
natürlich 0 Lecksrom.
Der feuchte Tantal wäre mit 3 Mikroampere schon okay, nur ist der
verdammt teuer zumal ich gleich einige davon brauche (6 Stück -> 720
Euro).
Was mich besonders erstaunt hat, ich wollte 10 * 100 uF MLCC
Kondensatoren zusammenschalten (Kosten ca. 18 Euro), aber die weisen den
größten Leckstrom von allen Kondensatorarten auf (noch schlechter als
Standardelkos).
Was mir nicht wichtig ist: Genaue Kapazität (mehr ist besser),
Kapazitätstoleranz, Temperaturabhängigkeit (ist eh kalt), Ripplestrom
(der bewegt sich im Mikroamperebereich), Induktivität, ESR, u.s.w.
Habt ihr da was oder eine Idee?
Frank schrieb:> Was mir nicht wichtig ist: Genaue Kapazität (mehr ist besser),> Kapazitätstoleranz, Temperaturabhängigkeit (ist eh kalt), Ripplestrom> (der bewegt sich im Mikroamperebereich), Induktivität, ESR, u.s.w.
Warum nimmst Du dann keinen Akku?
> Bisher habe ich folgendes rausgefunden
Datenblatt.
Vermutlich verhalten sich einzelne Exemplare in der Realität besser.
Beispiel, da ich diese gerade zur Hand habe:
Panasonic FR-Serie: EEUFR1C221(H) 220 uF 16 V (bei Reichelt: RAD FR
220/16 für 8 ct):
bei 14 V und 23 °C nach 5 min (4 Stück wahllos herausgegriffen):
0.44 uA, 0.65 uA, 0.59 uA, 0.58 uA
Oleg A. schrieb:> Frank schrieb:>> Was mir nicht wichtig ist: Genaue Kapazität (mehr ist besser),>> Kapazitätstoleranz, Temperaturabhängigkeit (ist eh kalt), Ripplestrom>> (der bewegt sich im Mikroamperebereich), Induktivität, ESR, u.s.w.>> Warum nimmst Du dann keinen Akku?
Du meinst abgesehen davon daß ein Akku ja eher tödlich ist, was
Leckströme anbelangt, und es sich bei einem Akkumulator um keinen
Kondensator handelt?
Abgesehen von diesen Auschlußgründen würde ein Akkumulator natürlich
ewig brauchen um sich auf die Spannung aufzuladen (unter der
hypothetischen Annahme wir hätten einen idealen Akkumulator ohne
Leckstrom, sonst lädt sich sowieso nichts auf).
Okay ich fasse mich etwas präziser: Ich brauche einen Kondensator mit
470 Mikrofarad, gerne darf er aber auch 680 uF, 1000 uF oder mehr
betragen, nur wird es bei größerer Kapazität natürlich immer schwerer im
Budget bzw. vor allem bei kleinem Leckstrom zu bleiben (vom Volumen mal
abgesehen, falls es sich um eine großvolumige Technik handelt).
Vom Vishay/BC 013 RLC würden 5 Stück 100u/35V genau passen ;) 8uA pro
Stück macht 40uA, aber das bei Nennspannung. Bei kleinerer Spannung wird
der Leckstrom überproportional kleiner.
http://www.vishay.com/search?query=rlc&searchChoice=parthttps://www.mewa-electronic.de/mal201350101e3-vishay.html
Praktisch sind die Leckstöme wahrscheinlich deutlich kleiner. Im
Datenblatt steht der max. Wert nach 2 oder 5 Minuten. Nach 1 Stunde ist
er schon deutlich kleiner, z.B. 15% davon.
Ich hab mal die Selbstentladung von einem ftcap GH, 15000u/63V gemessen.
Die Zeitkonstante (40V bis 14.7V) war 25 Tage, also deutlich unter 1uA,
und das bei 15mF.
Ich habe gerade mal einen flüssig-Tantal Siemens B42265-A5157-M 150µF
30V gemessen. Leckstrom bei 27°C und 20V nach 5 Minuten 0,08µA, nach 20
Minuten 0,04µA.
Der Nachteil ist: die Dinger sind schon ewig nicht mehr auf dem Markt
(datecode 01.77) und außerdem groß (d=10, l=20mm).
S. Landolt schrieb:>> Bisher habe ich folgendes rausgefunden> Datenblatt.>> Vermutlich verhalten sich einzelne Exemplare in der Realität besser.> Beispiel, da ich diese gerade zur Hand habe:> Panasonic FR-Serie: EEUFR1C221(H) 220 uF 16 V (bei Reichelt: RAD FR> 220/16 für 8 ct):> bei 14 V und 23 °C nach 5 min (4 Stück wahllos herausgegriffen):> 0.44 uA, 0.65 uA, 0.59 uA, 0.58 uA
Das hört sich ja prima an. Die Panasonic FR von Reichelt habe ich auch
da, werde die mal vermessen. Also Dank dafür. Was ich mich frage, die
Datenblätter geben den Leckstrom meist nach 2/5 Minuten an. Wird der
Leckstrom mit der Zeit größer oder kleiner oder hat er gar nach einer
bestimmten Zeit einen Peak?
MaWin schrieb:> 15uA: https://www.mikrocontroller.net/attachment/40310/XICON_LLRL.pdf> 16uA: http://www.illinoiscapacitor.com/pdf/RLR.pdf> 15uA: http://www.nichicon.co.jp/english/products/pdf/e-kl.pdf> 15uA: http://www.vishay.com/docs/28313/013rlc.pdf>> Beschaffung unklar, aber offensichtlich haben viele Hersteller low> leakage electrolytics und die sind alle gleich spezifiziert.
Das ist super, ich habe mir von Vishay einen Low Leakage angesehen, aber
der hatte viel mehr (0,01 CV) als die, die Du gefunden hast (0,002 CV).
Beschaffung ist wohl kein Problem, irgendein Anbieter wird sie schon
haben, solange sie noch hergestellt werden. Also vielen Dank dafür.
Die Nichicon KL 470 Mikrofarad, 16 Volt gibt's bei Digikey für 0,82
Euro.
eagle user schrieb:> Vom Vishay/BC 013 RLC würden 5 Stück 100u/35V genau passen ;) 8uA pro> Stück macht 40uA, aber das bei Nennspannung. Bei kleinerer Spannung wird> der Leckstrom überproportional kleiner.
Okay, ist es also besser den Kondensator mit 50 Volt zu nehmen und mit
10 Volt zu betreiben anstatt mit 16 Volt zu nehmen und 10 Volt
dranhängen. Nominell ist der Leckstrom beim 50 Volt Typen 3,125 fach
höher. Du meinst daß der niedrigere Betrieb somit mehr als linear ist
und das überkompensiert?
> Praktisch sind die Leckstöme wahrscheinlich deutlich kleiner. Im> Datenblatt steht der max. Wert nach 2 oder 5 Minuten. Nach 1 Stunde ist> er schon deutlich kleiner, z.B. 15% davon.
1 Stunde dauert zu lange, es ist natürlich vorteilhaft, wenn der
Leckstrom weiter abnimmt, aber am Besten wäre es, wenn er spätestens
nach 1 Minute nicht mehr als 20 uA Leckstrom hat.
> Ich hab mal die Selbstentladung von einem ftcap GH, 15000u/63V gemessen.> Die Zeitkonstante (40V bis 14.7V) war 25 Tage, also deutlich unter 1uA,> und das bei 15mF.
Interessant. Das könnte bedeuten, daß die Angaben für die maximale
Betriebstemperatur gelten. Bei mir ist die Betriebstemperatur aber nicht
über 30°C.
Dieter W. schrieb:> Ich habe gerade mal einen flüssig-Tantal Siemens B42265-A5157-M 150µF> 30V gemessen. Leckstrom bei 27°C und 20V nach 5 Minuten 0,08µA, nach 20> Minuten 0,04µA.>> Der Nachteil ist: die Dinger sind schon ewig nicht mehr auf dem Markt> (datecode 01.77) und außerdem groß (d=10, l=20mm).
Ja Tantal ist Spitze, nur leider bei 470 Mikrofarad sehr teuer. ca. 120
Euro s.o. Diese Größe ist noch überhaupt kein Problem, auch das
vierfache wäre noch kein Problem. Ein Foko hätte da allerdings schon das
>100-fache Volumen, das ist dann zuviel.
Vielen Dank für die Infos, Ihr habt mir sehr geholfen.
Ich werde mir mal die Nichicon KL bestellen und die Panasonic FR messen.
Frank schrieb:> Habt ihr da was oder eine Idee?
Verrate uns doch mal WOZU Du das Ding brauchst. Wahrscheinlich gibt 100
andere Lösungen von der Sanduhr bis zur CTC-Programmierung, die genauer
oder einfacher sind.
Du solltest einen LowLeakage Typen nehmen der evtl für eine höhere
Spannung konzipiert ist.
Ein 16V-Elko hat bei gleicher Spannung mehr Leckströme als ein 63V-Typ.
Die mit höherer Spanung haben nunmal ein dickeres Oxid.
Minimalist schrieb:> Kann man die Spannung mit nem (J)FET Opamp puffern? Die haben ein> paar> zehn pA input current, damit bist du 9 Größenordnungen kleiner.
Das geht leider nicht. Es handelt sich vereinfacht um einen RC-Filter.
Wenn man zwischen R und C einen OPV einfügt ist das Problem mit dem
Leckstrom weg, aber dafür auch die Filterwirkung.
> Verrate uns doch mal WOZU Du das Ding brauchst. Wahrscheinlich gibt 100> andere Lösungen von der Sanduhr bis zur CTC-Programmierung, die genauer> oder einfacher sind.
s.o., die Werte für R und C ergeben sich ganz zwanglos aus Grenzfrequenz
und akzeptablen Rauschniveau. Man könnte also lediglich C vergrößern,
das habe ich ja bereits in meiner Frage angegeben, würde aber wegen
Leckstrom ~ CV auch nichts bringen.
Frank schrieb:> Das geht leider nicht. Es handelt sich vereinfacht um einen RC-Filter
Mit anderen Worten: der ganze Thread ist Bullshit. Hatte ich doch gleich
geahnt und wohlweislich kein Wort dazu verloren.
... schrieb:> Ein 16V-Elko hat bei gleicher Spannung mehr Leckströme als ein 63V-Typ.> Die mit höherer Spanung haben nunmal ein dickeres Oxid.
Leider brauchen Elkos mit einem dickeres Oxid wieder mehr Fläche um die
gleiche Kapazität zu haben. Und größere Fläche bedeutet wieder einen
höheren Leckstrom.
Peter II schrieb:> Leider brauchen Elkos mit einem dickeres Oxid wieder mehr Fläche um die> gleiche Kapazität zu haben. Und größere Fläche bedeutet wieder einen> höheren Leckstrom.
Ja wie schon oben einmal dazu erwähnt: Der Leckstrom ist nominell laut
Datenblatt bei einem 63 Volt Typen 4 mal höher als bei einem 16 Volt
Typen. Andererseits betreiben wir den 63 Volt-Typen nur mit einem
Bruchteil seiner Nennspannung und haben dadurch wieder geringeren
Leckstrom um einen unbekannten Faktor. Die Frage ist also, ob dieser
unbekannte Faktor den Faktor 4 wieder aufwiegt oder nicht.
Von den Nichicon KL Typen gibt es auch welche mit 25 und 50 Volt.
Vielleicht bestelle ich da ein paar mit und messe mal den Unterschied.
Ich hatte ja vermutet, daß die großen Abweichungen zwischen den hier von
Euch berichteten Leckstromwerten und den Angaben im Datenblatt daraus
resultieren, daß die Datenblattwerte wohl bei Maximaltemperatur gelten
aber dem scheint nicht so zu sein. Für die Nichicon KL ist die
Temperatur der Angabe für 20°C spezifiziert.
Bei den Elkos werden in den Datenblättern ja
Leckstrom = Faktor * CV Mikroampere
für die ganze Familie angegeben. Das würde genau dem entsprechen, was Du
schreibst. CV ist dann wohl der Faktor für die Fläche. Entweder größere
Fläche durch höhere Kapazität oder auf Grund von größerer Oxiddicke und
daraus geringerem Epsilon(r).
Der Faktor gibt dann wohl technische Gegebenheiten in der Ausführung
(Oxidqualität, etc.) an.
Eine höhere Spannungsfestigkeit wäre nicht schlecht, auf 16 Volt bin ich
runtergegangen, weil die Spannungsfestigkeit bei Tantal und Keramik sehr
preissensibel ist. Die Betriebsspannung liegt bei mir bei 15 Volt. Bei
den Nichicon KL ist das vernachlässigbar (im Vgl. zu den 120 Euro eines
Tantalkondensators):
Elko, niedriger Leckstrom Typ, Nichicon KL:
470 uF, 16 Volt: 0,82 Euro bei Digikey ab 1 Stück, nominell 15 uA
470 uF, 25 Volt: 1,17 Euro bei Digikey ab 1 Stück, nominell 23,5 uA
470 uF, 50 Volt: 1,28 Euro bei Digikey ab 1 Stück, nominell 47 uA
Elko, Panasonic FR:
470 uF, 16 Volt: 0,68 Euro bei Digikey ab 1 Stück, nominell 75 uA
der Tantal im Vergleich:
470 uF, 50 Volt: 86,34 Euro bei Digikey ab 1 Stück, nominell 3 uA
die X7R im Vergleich:
470 uF, 16 Volt: ca. 19 Euro bei Digikey, nominell 320 uA
(5 Stück a 100 uF parallel)
Interessant, sehe gerade die Leckstromspezifikation beim Tantal:
3 Mikroampere bei 25°C
25 Mikroampere bei 125°C
Hier ist also auch der Leckstrom bei Maximaltemperatur spezifiziert. Ist
für meine Anwendung egal, aber ganz interessant.
Für die günstigen (1,33 Euro) Kemet Chip-Tantal (100 uF, 16 Volt) wird
der Leckstrom mit 0,01 CV angegeben, also 5 mal höher als bei den
Nichicon KL (0,002 CV). Bei Panasonic FR: 0,01 CV.
Ich finde das äußerst interessant. Normalerweise denkt man bei Leckstrom
ja: Keramik besser als Tantal besser als Elko. Zumindest laut
Datenblättern verhält es sich aber ganz anders (Elko besser oder gleich
gut als Tantal besser als Keramik). Lediglich die nassen Tantals sind
nominell besser als Elkos (0,0004 CV).
Liegt wohl an Fortschritten in der Herstellung von Elkos und den
qualitativen Rückschritten bei der MLCC-Keramik-Technik (X7R), bzw.
Tantal-Polymer-Technik.
Die Aufstellung ist ja schön, aber was im Datenblatt steht und was dann
in der immer noch unbekannten Schaltung damit passiert sind 2
verschiedene Schuhe. Wahrscheinlich gibt es 1000 besseres digitale
Lösungen, als einen Elko zu benutzen und zu hoffen, daß sein Reststrom
auf Ewigkeit berechenbar bleibt.
Moin,
Axel S. schrieb:> Frank schrieb:>> Das geht leider nicht. Es handelt sich vereinfacht um einen RC-Filter>> Mit anderen Worten: der ganze Thread ist Bullshit. Hatte ich doch gleich> geahnt und wohlweislich kein Wort dazu verloren.
Mich hat auch schon der Verdacht beschlichen, dass hier unbedingt ein
Nagel mit einem Gewinde versehen werden muss und mit hohem Aufwand ein
Kreuzschlitz in den Kopf gefraest werden muss, nur damit man ihn mit
einem Akkuschrauber ins Brett kriegt (Obwohl's mit einem Hammer deutlich
einfacher gehen würde, dieser aber aus metaphysischen, radionischen und
verschiedenen morphogenetischen Gruenden nicht genommen werden kann)...
Gruss
WK
Servus,
ich versuche gerade nachzuvollziehen, woher man die großen Leckströme
für die Keramik-Kondensatoren aus den Datenblättern lesen kann, hab's
aber bislang nicht finden können. Typische Angaben, die ich gefunden
habe, sind z.B. 500 oder 1000 MOhm * µF, was ja bei 500µF dann 1MOhm
ergeben müsste (=> 15µA bei 15V, statt 320µA). Kann mir jemand einen
Tipp geben?
Thomas E. schrieb:> Servus,>> ich versuche gerade nachzuvollziehen, woher man die großen Leckströme> für die Keramik-Kondensatoren aus den Datenblättern lesen kann, hab's> aber bislang nicht finden können. Typische Angaben, die ich gefunden> habe, sind z.B. 500 oder 1000 MOhm * µF, was ja bei 500µF dann 1MOhm> ergeben müsste (=> 15µA bei 15V, statt 320µA). Kann mir jemand einen> Tipp geben?
Hast Du einen Link zu dem Datenblatt dieses 470 Mikrofarad Kondensators?
Der angegebene Wert stammt von hier:
http://www.yageo.com/documents/recent/UPY-GPHC_X5R_4V-to-50V_19.pdf
Seite 10 oben
Hier sieht man auch, daß für Kondensatoren ab 100nF bis 10 Mikrofarad
(je nach Gehäuse) um 20-fach schlechtere Werte gelten. Das würde somit
mit Deinen Werten ungefähr passen (15 uA * 20 = 300 uA).
Uwe Bonnes schrieb:> Bei geringen Stroemen kann auch die dielektrischen Absorption ein> Problem machen...
Inwiefern sollte sich das als Problem äußern?
Ich denke eher, daß die dielektrische Absorption in meinem Fall
vorteilhaft ist. Wenn das Gerät aus und wieder eingeschaltet wird ist
die Spannung am Kondensator auf Grund der dielektrischen Absorption
schneller wieder oben auf seinem Sollwert. Die dielektrische Absorption
verkürzt somit die Ladezeit.
Um vielleicht solche Beiträge zu minimieren:
oszi40 schrieb:> Die Aufstellung ist ja schön, aber was im Datenblatt steht und was dann> in der immer noch unbekannten Schaltung damit passiert sind 2> verschiedene Schuhe.
Ich glaube ja kaum, daß der Leckstrom eines Kondensators
schaltungsabhängig ist. Glaubst Du das etwa?
Ein RC-Filterglied funktioniert so: Es wird eine Spannung auf den
Eingang gegeben und am Ausgang erhält man eine tiefpassgefilterte
Spannung. Die Grenzfrequenz des Tiefpasses wird durch die Werte von R
und C bestimmt.
R bestimmt neben anderen Faktoren auch das Rauschen, für das es
bestimmte Anforderungen gibt. Aus den Anforderungen zum Rauschen fällt
eine digitale Lösung von vornherein aus. Aus diesen Anforderungen
ergeben sich die Werte für R und C die 240 KOhm und 470 Mikrofarad
betragen.
Da der Kondensator über den recht großen 240 KOhm-Widerstand geladen
wird, ist in diesem Fall der Leckstrom des Kondensators relevant. Durch
diesen relativ großen Widerstand kann nur eine bestimmte kleine
Strommenge fließen (I = U / R). Wenn der Leckstrom des Kondensators zu
groß ist funktioniert ansonsten der RC-Filter nicht mehr, selbst wenn
man am Ausgang keinen Strom entnehmen würde.
Weitere Informationen findest Du hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Tiefpass
und ein Schaltbild findest Du hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Tiefpass.svg
Die Schaltung funktioniert einwandfrei, RC Filter werden schon seit über
100 Jahren erfolgreich eingesetzt. Das ganze Thema dreht sich eigentlich
nur darum, eine kostengünstigere Lösung für den Kondensator als einen
120 Euro teuren benetzten Tantalkondensator einzusetzen.
Da Kondensatorleckströme auch von allgemein großer Bedeutung sind, z.B.
für den Stromverbrauch von Schaltungen ist es auch interessant, das
Thema allgemeiner zu behandeln.
Frank schrieb:> Hast Du einen Link zu dem Datenblatt dieses 470 Mikrofarad Kondensators?
nein, ich ging hier von 5x 100µF parallel aus. Habe verschiedene
Datenblätter (Kemet, TDK) überflogen, weil mich die 320 µA doch sehr
überrascht hatten. Danke für den Link zum Yageo-Datenblatt.
Wäre jetzt mal interessant, wieviel Strom tatsächlich in der Praxis
fließt und ob für die Kemet- oder TDK-Kondis bei 100µF/16V wirklich
500MOhm*Microfarad gelten...
Wie dem auch sei, bei Keramik-Kondensatoren müsste man ggf. noch
berücksichtigen, daß bei 15V DC nur noch ein Bruchteil der Kapazität
übrig bleibt!
Frank schrieb:> Die Schaltung funktioniert einwandfrei, RC Filter werden schon seit über> 100 Jahren erfolgreich eingesetzt.
danke, ist bekannt. Wir sind hier übrigens nicht blöd.
> Das ganze Thema dreht sich eigentlich> nur darum, eine kostengünstigere Lösung für den Kondensator als einen> 120 Euro teuren benetzten Tantalkondensator einzusetzen...
... oder eine Schaltung die auch mit günstigeren Bauteilen noch
zuverlässig arbeitet zu finden!!!
Man kann etwa auch aktive Tiefpassfilter bauen.
Ich gehe davon aus, dass es in diesme Fall durchaus geeignetere
Schaltungen wie einen normalen RC-Tiefpassfilter gibt.
Notfalls kann man einen größeren Widerstand und einen kleineren
Kondensator verwenden. Am Ausgang mit einem Instrumentenverstärker
puffern.
> Da Kondensatorleckströme auch von allgemein großer Bedeutung sind, z.B.> für den Stromverbrauch von Schaltungen ist es auch interessant, das> Thema allgemeiner zu behandeln.
Der Kondensatorleckstrom läuft bei größeren Elkos unter
vernachlässigbar, wenn ich einen 470µF Elko in einem Netzteil verbaue,
dann wird die übrige Schaltung auch einen entsprechenden Stromverbrauch
haben. Bei Schaltungen bei denen es auf den Stromverbrauch ankommt,
brauche ich dagegen meist keine Elkos, ein größerer Kerko reicht dann
völlig aus.
Frank schrieb:> R bestimmt neben anderen Faktoren auch das Rauschen, für das es> bestimmte Anforderungen gibt.
Und wie sehen die denn genau aus?! Bei Raumtemperatur ist das thermische
Rauschen erfahrungsgemäß meist vernachlässigbar.
Wenn die Anforderungen wirklich SOOO besonders sein sollten, dann kann
man sie hier ja mal beschreiben.
>> RC Filter werden schon seit über 100 Jahren erfolgreich eingesetzt.
Langzeitstabilität? Zeige mir bitte einen Elko, der nach 100 Jahren noch
die gleichen Werte hat.
> Wir sind hier übrigens nicht blöd.
Ich habe im letzten Jahr einen Dauerversuch mit einem Elko 10.000uF/16V
gemacht, dern ich bei Conrad gekauft hatte. Hierbei habe ich den Elko
für einige Zeit an einer Spannungsquelle aufgeladen und anschließend mit
einem Multimeter die Selbstentladung des Kondensators bestimmt. Anfangs
lag der Leckstrom bei einigen Mikroampere, fiel aber nach einigen
Stunden ganz beträchtlich ab und lag dann wesentlich darunter. Nach dem
letzten Aufladen habe ich über mehr als ein halbes Jahr(!) hin und
wieder die Spannung nachgemessen. Nach dieser Zeit lag die Spannung
immer noch irgendwo bei 4V.
Uwe Bonnes schrieb:> Bei geringen Stroemen kann auch die dielektrischen Absorption ein> Problem machen...
Allerdings hatte ich auch Versuche mit verschiedenen Spannungen gemacht,
um den Einfluss der dielektrischen Absorption zu bestimmten. Da das
verwendete Multimeter (Fluke 8846A) nur im 1V/10V-Bereich (der bis ca.
11V geht) einen sehr hohen Eingangswiderstand besitzt, habe ich z.B.
einige Zeit lang mit 16V vorgeladen und dann auf 10V reduziert. Nach
Trennen der Versorgungsspannung stieg dann die Spannung am Kondensator
noch ca. eine halbe Stunde lang um etliche 100mV an, bevor dann
irgendwann die Entladung wieder dominierte.
Ich kann mir - im Gegensatz zum Threadersteller - nicht vorstellen,
wieso das vorteilhaft sein sollte, insbesondere wenn man den Elko als
Bestandteil eines Tiefpassfilters verwenden will.
Meine Versuche dienten übrigens zur Abschätzung, ob sich normale große
Elkos dafür eignen, die gemittelte Stromaufnahme von Schaltungen mit
sehr geringem Betriebsstrom zu messen. Dies kann durchaus sehr deutlich
bejaht werden, d.h. sogar in den Bereich von <= 1uA. Wichtig ist jedoch,
nach einer anfänglich Aufladung auf die Maximalspannung den Kondensator
hinreichend lange an der Soll-Betriebsspannung hängen zu lassen, um den
Einfluss der dielektrischen Absorption zu minimieren. Ich habe übrigens
nicht versucht, anhand der Messreihen ein Ersatzmodell für die
dielektrischen Effekte zu bestimmen.
> stieg dann die Spannung am Kondensator> noch ca. eine halbe Stunde lang um etliche 100mV an, bevor dann> irgendwann die Entladung wieder dominierte.
Mein Test war vor Jahren Miller-Intergrator mit Elko. Interessant war
der Unterschied zuwischen laden und entladen. Der lange GELADENE Elko
konnte die Entladezeit genauer halten als anders herum die Ladezeit.
Schreiber schrieb:> Frank schrieb:>> R bestimmt neben anderen Faktoren auch das Rauschen, für das es>> bestimmte Anforderungen gibt.> Und wie sehen die denn genau aus?! Bei Raumtemperatur ist das thermische> Rauschen erfahrungsgemäß meist vernachlässigbar.> Wenn die Anforderungen wirklich SOOO besonders sein sollten, dann kann> man sie hier ja mal beschreiben.
Ist das für das Leckstromverhalten der Kondensatoren irgendwie von
Belang?
Was willst Du eigentlich von mir? Meinst Du ich brauche keinen 470
Mikrofarad Kondensator sondern einen anderen? Ich habe mich jedenfalls
nicht verrechnet, falls Du darauf hinaus willst. Und wenn ich mich
verrechnet haben sollte, würde das für die Fragestellung immer noch
keine Rolle spielen, denn die Fragestellung ist doch unzweideutig, oder
ist Dir an der Frage noch etwas unklar?
Du kennst die Schaltung, Du kannst auch gerne einen sinnvollen Beitrag
machen. Wenn ich was anderes wissen wollen würde, hätte ich schon was
anderes gefragt.
> Wie dem auch sei, bei Keramik-Kondensatoren müsste man ggf. noch> berücksichtigen, daß bei 15V DC nur noch ein Bruchteil der Kapazität> übrig bleibt!
Deswegen habe ich preislich mit 10 Stück a 100 Mikrofarad kalkuliert,
habe das aber beim Leckstrom nur mit 5 Stück gemacht. Aber natürlich
wirkt sich das auf den Leckstrom noch ungünstiger aus, wenn man noch
mehr braucht um die 470 Mikrofarad auch bei höherer Spannung zu
erhalten.
Andreas S. schrieb:> Ich habe im letzten Jahr einen Dauerversuch mit einem Elko 10.000uF/16V> gemacht, dern ich bei Conrad gekauft hatte. Hierbei habe ich den Elko> für einige Zeit an einer Spannungsquelle aufgeladen und anschließend mit> einem Multimeter die Selbstentladung des Kondensators bestimmt. Anfangs> lag der Leckstrom bei einigen Mikroampere, fiel aber nach einigen> Stunden ganz beträchtlich ab und lag dann wesentlich darunter.
Das freut mich sehr zu hören. Wenn schon ein so großer Kondensator so
wenig Leckstrom produziert und dieser auch noch abnimmt. Nominell sind
die Leckstromangaben für solch große Kondensatoren nämlich horrend. Oft
nominell 0,1 CV, was dann 16 Milliampere wären.
> Ich kann mir - im Gegensatz zum Threadersteller - nicht vorstellen,> wieso das vorteilhaft sein sollte, insbesondere wenn man den Elko als> Bestandteil eines Tiefpassfilters verwenden will.
Für den Tiefpass spielt es keine Rolle, der Vorteil liegt bei der
kürzeren Zeit zwischen Einschalten und Verfügbarkeit der gefilterten
Spannung. Idealerweise wäre eine (nahezu) unendliche dielektrische
Absorption für meinen Anwendungsfall ausnahmsweise sogar perfekt.
Frank schrieb:> Nominell sind> die Leckstromangaben für solch große Kondensatoren nämlich horrend. Oft> nominell 0,1 CV, was dann 16 Milliampere wären.
Wenn ein Elko jahrelang entladen herumgelegen hat, zieht er in der Tat
anfangs einen sehr großen Leckstrom, der ihn sogar zerstören kann. Bei
alten Röhrenradios tritt das nämlich auf. Die dortigen Kondensatoren
müssen ggf. erst einmal mit moderater Spannung beaufschlagt werden,
damit sich der Elektrolyt erst wieder eine neue Isolierschicht auf einer
der Elektroden entstehen lassen kann. Bei voller Spannung hingegen
verhält er sich dann eher wie ein Elektrolysekondensator...
Vor ewiger Zeit hatte ich ein paar "Folienkondensatoren" zur Filterung
einer Referenzspannung eingesetzt und wunderte mich über eine ziemlich
starke Abweichung, die durch den Lecktrom der Kondensatoren verursacht
wurde. Später wurde mir dann klar, dass es sich um vergossene Elkos
(Roederstein?) handelte. Das erklärte auch den Polaritätsaufdruck.
> Idealerweise wäre eine (nahezu) unendliche dielektrische> Absorption für meinen Anwendungsfall ausnahmsweise sogar perfekt.
Das wäre sie sicherlich nicht, denn der Aufbau derselben führt natürlich
zu einem "unechten Leckstrom". Das, was man nämlich später als
Spannungsüberhöhung o.ä. feststellt, hat man natürlich vorher als
Energie in den Kondensator hineingesteckt.
Andreas S. schrieb:>> Idealerweise wäre eine (nahezu) unendliche dielektrische>> Absorption für meinen Anwendungsfall ausnahmsweise sogar perfekt.> Das wäre sie sicherlich nicht, denn der Aufbau derselben führt natürlich> zu einem "unechten Leckstrom". Das, was man nämlich später als> Spannungsüberhöhung o.ä. feststellt, hat man natürlich vorher als> Energie in den Kondensator hineingesteckt.
Wenn die dielektrische Absorption nahezu unendlich wäre, würde man zwar
nahezu unendlich Energie reinstecken um den Spannungswert zu erreichen,
aber wenn dies geschehen ist, kann man einfach nur noch den Kondensator
verbauen (als Dipol mit nur Ausgang statt als Filtervierpol mit Ein- und
Ausgang). Man hätte einen (nahezu) unendlichen Energiespeicher. Ist nur
ein Gedankenspiel.
Die dielektrische Absorption führt zwar beim allerersten Einschalten zu
einer erhöhten Stromaufnahme, alle folgenden Einschaltvorgänge laufen
dafür aber schneller ab. Natürlich ist dieser Effekt wohl viel zu klein,
um positiv ins Gewicht zu fallen und auch viel zu klein, als daß ich
extra nach einer solchen Eigenschaft auswählen würde. Man könnte
natürlich sagen ich verliere Energie und das ist immer schlecht. Der
Gesamtstromverbrauch ist in meinem Fall aber irrelevant (in diesen
Größenordnungen sowieso), die Ladezeit hingegen nicht.
Die dielektrische Absorption ist bei den allerwenigsten Schaltungen
störend (vom Stromverbrauch abgesehen), lediglich bei Schaltungen bei
denen der Eingang unterbrochen wird kommt es zu einem Fehler. Das sind
eigentlich nur Integratoren (und da nicht mal alle) und
Halteschaltungen.
Andreas S. schrieb:> Vor ewiger Zeit hatte ich ein paar "Folienkondensatoren" zur Filterung> einer Referenzspannung eingesetzt und wunderte mich über eine ziemlich> starke Abweichung, die durch den Lecktrom der Kondensatoren verursacht> wurde. Später wurde mir dann klar, dass es sich um vergossene Elkos> (Roederstein?) handelte. Das erklärte auch den Polaritätsaufdruck.
Wurden diese als Folienkondensatoren verkauft oder hast Du diese wegen
der Bauform als Folienkondensatoren eingeschätzt?
Die Polarität hätte mich jetzt nicht gestört, alle Folienkondensatoren
besitzen eine "Polarität", weil die äußerste Folie an einem Bein
festgemacht ist, an diesem Bein muß man die Masse oder die niedrigere
Impedanz anschließen um Störeinstreuungen zu reduzieren. Leider werden
die meisten Folienkondensatoren heutzutage aus kostengründen falsch
gekennzeichnet (der dicke Strich ist zu 50% am falschen Bein), so daß
der Kunde jedes einzelne Bauteil vermessen muß.
Für die allgemeine Kondensatorfunktion sind die FoKos natürlich nicht
polar. Und Fokos haben auch dielektrische Absorption wie alle
Kondensatoren mit Epsilon(r) > 1. Hast Du diese aufgemacht oder wie
warst Du Dir dann sicher, daß es Elkos waren?
Diesen Fehler durch Leckstrom kann man übrigens schaltungstechnisch
ziemlich gut kompensieren.
Frank schrieb:> Wurden diese als Folienkondensatoren verkauft oder hast Du diese wegen> der Bauform als Folienkondensatoren eingeschätzt?
Ich hatte sie damals (Anfang der 1980er Jahre!) aus irgendeiner
Sonderpostenkiste eines Elektronikladens. Wie die beschriftet war, weiß
ich natürlich nicht mehr. Aber die Kondensatoren müssen so billig
gewesen sein, dass ich mir etliche von meinem Taschengeld kaufen konnte.
Die Verwertung der Kondensatoren muss um 1985 herum erfolgt sein, und zu
dem Zeitpunkt lagen sie schon für längere Zeit bei mir herum.
> Die Polarität hätte mich jetzt nicht gestört, alle Folienkondensatoren> besitzen eine "Polarität", weil die äußerste Folie an einem Bein> festgemacht ist, an diesem Bein muß man die Masse oder die niedrigere> Impedanz anschließen um Störeinstreuungen zu reduzieren.
Die Masse muss aber nicht zwingend dem Minuspol entsprechen, z.B. bei
symmetrischer Spannungsversorgung oder der früher bei Schaltungen mit
PNP-Transistoren üblichen Schaltungstechnik.
> Leider werden> die meisten Folienkondensatoren heutzutage aus kostengründen falsch> gekennzeichnet (der dicke Strich ist zu 50% am falschen Bein), so daß> der Kunde jedes einzelne Bauteil vermessen muß.
Das ist so nicht zutreffend. Für jeden Kondensatortyp ist die
Kennzeichnung eindeutig, aber es gibt keine herstellerübergreifende
Standardisierung, welcher Pol (Masse/"heiß") gekennzeichnet wird.
> Für die allgemeine Kondensatorfunktion sind die FoKos natürlich nicht> polar. Und Fokos haben auch dielektrische Absorption wie alle> Kondensatoren mit Epsilon(r) > 1.
Gegenfrage: Welcher Kondensator besitzt ein Dielektrikum mit einem
Epsilon < 1? Mir fiele ansonsten nur ein Vakuumkondensator mit Epsilon =
1 ein.
> Hast Du diese aufgemacht oder wie warst Du Dir dann sicher, daß es Elkos waren?
Der Leckstrom ist nach einiger Zeit deutlich zurückgegangen, ähnlich wie
bei meiner knapp 30 Jahre später durchgeführten Untersuchung an dem
dicken Elko. Außerdem waren bei dem Kondensator die Anschlüsse mit +/-
gekennzeichnet. Ich habe aber keines der Bauteile geöffnet. Meine
Kenntnisse über die verschiedenen Bauformen von Bauelementen waren vor
dreißig Jahren noch nicht ganz so ausgeprägt wie heute.
> Diesen Fehler durch Leckstrom kann man übrigens schaltungstechnisch> ziemlich gut kompensieren.
Nein. Dafür bräuchte man ein brauchbares Modell für dessen Zeit-,
Alterungs- und Temperaturabhängigkeit. Die einzige sinnvolle
Möglichkeit, die Auswirkungen zu minimieren, besteht in einer
Verringerung der Quellimpedanz der zu filternden Spannungsquelle.
Minimalist schrieb:> Ich will mal wissen, wofür das ist...> das ist eine Zeitkonstante von 2 Minuten!> Schau mal hier, da will jemand was ganz ähnliches:> Beitrag "Integrator mit großer Zeitkonstante"
Der Filter ist für das Entfernen von Rauschen auf einer Gleichspannung.
Der Kollege möchte einen Integrator zum Regeln, das ist bei mir nicht
der Fall, aber Danke für den Hinweis.
Andreas S. schrieb:> Das ist so nicht zutreffend. Für jeden Kondensatortyp ist die> Kennzeichnung eindeutig, aber es gibt keine herstellerübergreifende> Standardisierung, welcher Pol (Masse/"heiß") gekennzeichnet wird.
Man kann es kaum glauben, aber es ist wirklich so. Ich nehme von einem
Hersteller die Fokos und der dicke Strich ist mal der Masseanschluß und
mal nicht. Das scheint daran zu liegen, daß sie vor dem Bedrucken nicht
mehr richtig orientiert warden. Möglicherweise ist so eine richtige
Orientierung beim Hersteller gegen Aufpreis lieferbar. Du kannst es
gerne testen, nimm ein paar Stück und miß nach. Warum die den dicken
Strich dann überhaupt noch drauf machen kann ich Dir nicht sagen. Achso
es müßten FoKos aus halbwegs neuer Produktion sein, bei eher alten
könnte die Kennzeichnung noch richtig sein.
Gut eine direkte +/- Kennzeichnung (insbesondere das +) wäre für einen
Foko doch eher eigenartig, das war aus Deiner Angabe
"Polaritätsaufdruck" für mich nicht ganz ersichtlich. Kennzeichnung ist
überlichweise mit einem Punkt oder eben dem Strich oder allenfalls "-".
> Gegenfrage: Welcher Kondensator besitzt ein Dielektrikum mit einem> Epsilon < 1? Mir fiele ansonsten nur ein Vakuumkondensator mit Epsilon => 1 ein.
Ja, die dielektrische Absorption hat man fast immer, genau das wollte
ich damit zum Ausdruck bringen. Plattenkondensator mit Luft dazwischen
reicht schon eigentlich für Epsilon(r) ~= 1.
> Nein. Dafür bräuchte man ein brauchbares Modell für dessen Zeit-,> Alterungs- und Temperaturabhängigkeit. Die einzige sinnvolle> Möglichkeit, die Auswirkungen zu minimieren, besteht in einer> Verringerung der Quellimpedanz der zu filternden Spannungsquelle.
Nein braucht man nicht, man kann eine Regelung einsetzen, die den
Fehler, egal wie groß er im Moment ist korrigiert.
