mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Elko Lebensdauer berechnen


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
Autor: lednetzteil (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Leute,

Ich hab 24V LED-Streifen (ca. 8A Stromaufnahme) an nem billigen 24V 10A 
Schaltnetzteil hängen. Die LEDs sind mittels Dimmermodul mit 1kHz PWM 
dimmbar und werden meist bei etwa 50% betrieben.
Das billige China-Netzteil pfeift aufgrund der PWM jedoch fürchterlich.

Testweise hab ich einen simplen Tiefpass aus zwei 12.000uF Elkos 
(parallel dazu noch nen 1uF und 10uF MKP Kondensator) und einem 0,05 Ohm 
Widerstand (ein 1,5m langer 0,5mm2 Kupferdraht) zwischen Netzteil und 
Dimmermodul gegeben - Problem beseitigt, alles ruhig.

Nun möchte ich aber ein paar von den Dingern bauen.
Angenommen ich nehme diesen Elkos hier:
EPCOS / TDK B41252B7129M000

Wie berechne ich die Lebensdauer des Elkos richtig?
Die Dinger sollen dann schon ein paar Jahre halten.

Die Umgebungstemperatur nehme ich mit etwa 40 bis maximal 50°C an.
Aber wie geht das mit dem Rippelstrom? Wie berechne ich den richtig?

Vielen Dank im Voraus für eure Hilfe!

Lg

: Verschoben durch Moderator
Autor: Bitschaufel (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

als ersten Ansatz. Lt. Datenblatt hat der verlinkte Kondensator eine 
Lebensdauer von 2000 Stunden bei 105°C.
10° mehr oder weniger verkürzt bzw. verlängert die Lebensdauer um den 
Faktor 2.

Autor: hinz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
https://de.tdk.eu/download/185386/5f33d2619fa73419e2a4af562122e90c/pdf-generaltechnicalinformation.pdf

Seite 23ff.

Ripplestrom per Spice oder Messung. Wird bei den genannten Daten bei 2-3 
A_RMS liegen.

Autor: lednetzteil (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Falls man das so simulieren kann wie im Anhang zu sehen, wäre der 
Ripplestrom etwa 2,45A.

VS1: 24V Spannungsquelle (Netzteil)
R2, C1, C2: der Filter zwischen Netzteil und LED PWM Dimmer
R1: die Last (LED's)
SW1: ein Schalter, welche die Last mit 1kHz ein- und ausschaltet (PWM 
Dimmer)


Laut dem Diagram "Useful life" aus dem Datenblatt würden 2,45A bei 
40-50°C grob 7.000 Stunden entsprechen würd ich sagen.

Lieber wär mir eher das doppelte.
Gibt es auch Elkos, welche nicht gleich doppelt so viel kosten, aber 
trotzdem für meine Anwendung länger halten würden?
Finde da irgendwie nicht recht was.

Oder habt ihr vielleicht irgend welche anderen Tipps oder Tricks für 
mein Problem mit dem Pfeifenden Netzteil?

Vielen Dank im Voraus!

Lg

Autor: hinz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
lednetzteil schrieb:
> Laut dem Diagram "Useful life" aus dem Datenblatt würden 2,45A bei
> 40-50°C grob 7.000 Stunden entsprechen würd ich sagen.

Da musst du dich enorm vertan haben.

Autor: lednetzteil (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das stimmt allerdings, danke für den Hinweis.
Die vertikale Skala ist ja nur ein Faktor und bezieht sich auf die 
angegebenen 3,75A bei 105°C.

Mit 2,45A habe ich also um den Faktor 0,65 weniger.
Das wären dann 200.000 Stunden bei 47-48°C, kann das sein?

Lg

Autor: hinz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
lednetzteil schrieb:
> Das stimmt allerdings, danke für den Hinweis.
> Die vertikale Skala ist ja nur ein Faktor und bezieht sich auf die
> angegebenen 3,75A bei 105°C.
>
> Mit 2,45A habe ich also um den Faktor 0,65 weniger.
> Das wären dann 200.000 Stunden bei 47-48°C, kann das sein?

Nach 20 Jahren wird halt der Gummi undicht...

Aber du bräuchtest wohl keine so dicken Elkos, ein paar wenige 1000µF 
Panasonic FR wären sinnvoller.

Autor: TestX (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Naja...du hast dir alles gebaut nur keinen Tiefpass...ein LC Filter wäre 
wesentlich sinnvoller als stumpf dicke Kondensatoren dazwischen zu 
hängen...
Auf Dauer mag das Netzteil den Einschaltstrom sicherlich nicht...da ist 
die Lebensdauer deiner zusätzlichen Kondensatoren zu vernachlässigen

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
TestX schrieb:
> Naja...du hast dir alles gebaut nur keinen Tiefpass...
Naja, doch. Aber die Werte sind tendenziell extrem...

> Auf Dauer mag das Netzteil den Einschaltstrom sicherlich nicht...
Solche Netzteile halten das problemlos aus.

lednetzteil schrieb:
> Mit 2,45A habe ich also um den Faktor 0,65 weniger.
Die Simulation lügt dich an, denn du gehst da augenscheinlich von 0 Ohm 
Innenwiderstand des Netzteils aus.

Was spricht gegen das Messen des Ripplestroms?
Ich würde es so machen, dass ich das Ding einen Tag laufen lasse, und 
wenn dann die Elkos nicht wesentlich wärmer als die Umgebungstemperatur 
werden, dann wäre ich fertig.

Autor: jz23 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
TestX schrieb:
> Naja...du hast dir alles gebaut nur keinen Tiefpass...

Natürlich ist das ein Tiefpass. Nur dämpft ein RC natürlich nicht so gut 
wie ein RLC.

@TO Aktuell hat du eine Grenzfrequenz von 830 Hz. Mit einer Spule von 
6,8uH, 4,7mF und einem 50mOhm Widerstand (Kann auch schon in der Paule 
stecken) hättest du eine ähnliche Grenzfrequenz (890Hz), aber eine 
wesentlich bessere Dämpfung der höheren Frequenzen. Und ein 4,7mF Elko 
bekommst du auch wesentlich bezahlbarer mit der entsprechenden 
Ripplefestigkeit.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.