Servernetzteil 12V mit 16V-Elkos finde ich knapp ausgelegt

[Chris (Gast)]

Hi,

auf der Suche nach einem Netzteil für meinen 3D-Drucker habe ich mich 
mit dem HP DPS-600PB B beschäftigt. Das ist ein 575W Netzteil für 
Server, das 12,15V 47A (sowie 5 und -12V) ausgibt.

Eine Internetsuche hat gezeigt, dass die Netzteile bei den 
RC-Modellbauern gerne als Stromversorgung für Ladegeräte genutzt werden. 
Dort braucht man anscheinend mehr als 12V, daher gibt es Anleitungen, 
wie man mit einem externen Poti die Sense-Leitung "zieht" und somit die 
12V-Schiene justieren kann. Irgendwo bei 13,5-14,5V schaltet dann der 
Überspannungsschutz aus.

In einem Beitrag, den ich leider nicht mehr finde, schrieb jemand, dass 
die Elkos der 12V-Schiene für 16V ausgelegt seien. Ich habe bisher Elkos 
immer massiv überdimensioniert und es gibt ja auch einige "Daumenregeln" 
dazu. Ich schaute in eines dieser Netzteile rein und tatsächlich, die 
Elkos haben 16V. Für die 5V-Schiene sind sie mit 6,8V dimensioniert.

Mein Arbeitgeber betrieb rund 15 Server mit genau diesem Netzteiltyp (je 
2 pro Server) und 4 der alten Server laufen momentan noch, d.h. die 
Kisten sind seit 12-13 Jahren durchgehend an. Falsch kann also die 
Elko-Auslegung nicht sein. Habe ich die ganze Zeit einem falschen 
Glauben aufgesessen und man kann doch bis auf 1-2V an die 
Spannungsgrenze der Elkos ran?

Gruß,
Chris

[Schreiber (Gast)]

Chris schrieb:
> Habe ich die ganze Zeit einem falschen
> Glauben aufgesessen und man kann doch bis auf 1-2V an die
> Spannungsgrenze der Elkos ran?

Kann man schon, nur ist das halt nicht mehr Idiotensicher.
Hinsichtlich Alterung und Leckstrom muss man dann halt etwas genauer 
rechnen.
Der Hobbybastler schätzt und dimensioniert großzügig.

[Max M. (jens2001)]

Chris schrieb:
> Elkos der 12V-Schiene für 16V ausgelegt

Chris schrieb:
> die 5V-Schiene sind sie mit 6,8V dimensioniert

Dann ist doch alles gut!
Wenn die Elkos dabei kaputt gehen waren sie einfach nur Scheiße!

[Lutz H. (luhe)]

Max M. schrieb:
> Wenn die Elkos dabei kaputt gehen waren sie einfach nur Scheiße!

Oder ein Blitz ist 2 km entfernt eingeschlagen. :-)

[Gerald B. (gerald_b)]

Guck dir mal an, wie Elkos hergestellt werden. Nach dem Wickeln und 
Tränken wird der Elko formiert. Dazu wird eine Spannung angelegt und 
langsam erhöht. Dadurch wächst die Oxidschicht und wird langsam dicker. 
Dieser Prozess ist mit einer Kapazitätsabnahme verbunden, da sich der 
Elektrodenabstand relativ gesehen vergrößert. Außerdem erwärmt sich beim 
Formieren der Elko. Einerseits durch die Oxidation des Aluminiums und 
andererseits durch Leckströme.
Der Elko wächst quasi in seine Aufgabe in der Schaltung hinein.
Das ist zwar nicht die feine Englische, erklärt aber die Langlebigkeit 
am Limit. Geräte die quasi im Dauerbetrieb laufen sind diesbezüglich 
unkritischer, als sporadisch genutzte, womöglich noch ein Netzteil das 
auf dem Lager als Ersatzteil liegt und nach 10 Jahren mal endlich 
eingebaut wird - und dann ebenfalls ausfällt.
Grund dafür ist, das die die Oxidschicht im stromlosen Zustand sich 
langsam abbaut. Bei der Inbetriebnahme baut sich die Oxidschicht erst 
langsam wieder auf. Wird sie dabei überstrapaziert, schlägt die 
Oxidschicht durch.

[THOR (Gast)]

Chris schrieb:
> Ich habe bisher Elkos
> immer massiv überdimensioniert und es gibt ja auch einige "Daumenregeln"
> dazu.

Es gibt ein Nomogramm was Lebensdauer der Elkos angibt im Verhältnis zu 
U/Unenn und T/Tmax.
Für robuste Schaltungen kann man sowas machen. Fürs IoT Gelöt eher 
nicht. Und ein Servernetzteil...ich kann mich irren, aber mehr als 10 
Jahre wirds nicht in Betrieb sein. Kann gut sein, dass 16V Elkos bei 
angemessener Temperatur das bei weitem aushalten.

Wir (eine sehr konservative Branche) rechnen bei Elkos mit so um 1 FIT 
rum (MLCC 0.3 FIT, da kommt die nächste Eiszeit dann vorher). Das 
korrekte Dimensionieren lohnt daher nur für tatsächlich 
sicherheitsrelevante Sachen. Bei QM-level wird man sehr knapp 
dimensionieren und die paar Kundenrückläufer einfach ungefragt tauschen. 
Das kommt insgesamt billiger und ist imho auch Umwelttechnisch die 
bessere Geschäftspraktik, vorrausgesetzt das wird nicht zuviel und die 
Logistik ist nicht zu energieintensiv.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Chris schrieb:
> In einem Beitrag, den ich leider nicht mehr finde, schrieb jemand, dass
> die Elkos der 12V-Schiene für 16V ausgelegt seien. Ich habe bisher Elkos
> immer massiv überdimensioniert und es gibt ja auch einige "Daumenregeln"
> dazu. Ich schaute in eines dieser Netzteile rein und tatsächlich, die
> Elkos haben 16V. Für die 5V-Schiene sind sie mit 6,8V dimensioniert.

> Habe ich die ganze Zeit einem falschen
> Glauben aufgesessen und man kann doch bis auf 1-2V an die
> Spannungsgrenze der Elkos ran?

Weiter von der Grenze wegzubleiben kann die Lebensdauer des Elkos 
erhöhen. Weil ein Elko mit höherer Nennspannung auch mechanisch größer 
ist, kann er schon allein dadurch robuster werden. Weil er Abwärme 
besser los wird und weil durch die größere Fläche der ESR geringer wird 
(bei gleichem Elektrolyt natürlich). Das parallelschalten mehrerer 
kleiner Elkos zielt in die gleiche Richtung: weniger ESR, dadurch 
weniger Wärme; und größere Oberfläche, dadurch bessere Kühlung.

Aber am Ende hat die Qualität des Elkos den meisten Einfluß. Die teils 
massive Überdimensionierung ist meist nur eine Versicherung gegen 
schrottige Bauteile.

Große Hersteller wie HP haben natürlich das Wissen, wer gute Elkos baut 
und nehmen auch genügend ab, daß sie keine zweifelhaften Zwischenhändler 
bemühen müssen. Ich könnte mir auch vorstellen, daß die immer noch eine 
Wareneingangsprüfung haben. Sprich: sie können sicher sein, Originalware 
guter Qualität zu bekommen. Großartige Überdimensionierung haben sie 
also nicht nötig.

[Armin X. (werweiswas)]

Wenn ich es denn richtig weiß bezieht sich die Lebensdauer eines Elkos 
auf die aufgedruckte Nenntemperatur. Und pro 10“, so hört man immer 
wieder, weniger verdoppelt sich die Lebensdauer.
Wenn nun ein Elko mit 85“ und 1000h eingebaut ist ist das etwas ganz 
anderes wie ein Elko mit 105“ und 10000h...
Die Server werden dann meist zusätzlich noch in klimatisierten 20“ 
kühlen Räumen betrieben.

MfG