Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik SMD Kondensatoren werden heiß?


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von Olli Z. (z80freak)


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Ich habe hier auf einer Platine Bauteile nachgerüstet, u.a. 
Kondensatoren. Ich kenn nur deren Wert und natürlich größe. Es sind 10 
uF in 1206. Habe dafür 16V Spannungsfestigkeit gewählt, weil,die daran 
anliegende Spannung max. 3,3V in dem Umfeld sein kann.
Es sind Keramik-Mehrschichtkondensatoren (MLCC). Verlötet habe ich diese 
mit Heißluft.

Jetzt ist mir bei Inbetriebnahme der Schaltung aufgefallen das diese 
relativ schnell SEHR heiß werden (hab leider keine Wärmekamera und zum 
Temperaturmessen nur eine IR-Pistole, aber die ist eher für Flächen, 
aber ich schätze locker 50 Grad).

Wie könnte das sein? Was habe ich falsch gemacht?
Eine Polarität haben die ja nicht. Schaltungstechnisch liegen diese als 
Pufferkondensatoreb parallel zur Betriebsspannung von 3,3V und 1,8V.

Das Kondensatoren heiß werden hab ich eigentlich noch nie erlebt. Auf 
der Originalplatine, die mir als Vorlage dient bleiben die Kondensatoren 
normal warm. Etwas wärmer werden aber auch diese.

: Verschoben durch Moderator
von Kai S. (kai1986)


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Hallo,

ein Kondensator hat einen Serienwiderstand (ESR). Wenn Strom fließt 
erzeugt der ESR wärme. Bei der Originalplatine wurden sicher 
Kondensatoren mit einem niedrigeren ESR verbaut.

Gruß Kai

von (prx) A. K. (prx)


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Olli Z. schrieb:
> Das Kondensatoren heiß werden hab ich eigentlich noch nie erlebt.

Ich schon, wenngleich das ein Elko war. 25V Amplitude bei 10KHz Rechteck 
haben dafür gesorgt, dass der ihn anfassende Finger sich noch recht 
lange daran erinnerte.

Kerkos tun sich damit etwas leichter, aber ganz frei von diesem Effekt 
sich die auch nicht.

von OS (Gast)


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Olli Z. schrieb:
> Schaltungstechnisch liegen diese als
> Pufferkondensatoreb parallel zur Betriebsspannung von 3,3V und 1,8V.

Und wie sieht die Betriebsspannung aus?
Ist da ein Rippel drauf?
Von wo kommen die 1,8 bzw. 3,3 Volt her, Schaltregler, Spannungsregler.

von Falk B. (falk)


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@Olli Z. (z80freak)

>Kondensatoren. Ich kenn nur deren Wert und natürlich größe. Es sind 10
>uF in 1206. Habe dafür 16V Spannungsfestigkeit gewählt, weil,die daran
>anliegende Spannung max. 3,3V in dem Umfeld sein kann.

Hmm.

>Es sind Keramik-Mehrschichtkondensatoren (MLCC). Verlötet habe ich diese
>mit Heißluft.

>Jetzt ist mir bei Inbetriebnahme der Schaltung aufgefallen das diese
>relativ schnell SEHR heiß werden (hab leider keine Wärmekamera und zum
>Temperaturmessen nur eine IR-Pistole, aber die ist eher für Flächen,
>aber ich schätze locker 50 Grad).

>Wie könnte das sein?

Der Kondensator ist angeknackst und hat einen teilweisen Kurzschluß. Das 
sollte auch bei der Stromaufnahme der Schaltung sichtbar werden.

> Was habe ich falsch gemacht?

Wahrscheinlich haben dein Kondensatoren beim Löten thermisch-mechanische 
Spannung bekommen und sind angeknackst.

>Eine Polarität haben die ja nicht. Schaltungstechnisch liegen diese als
>Pufferkondensatoreb parallel zur Betriebsspannung von 3,3V und 1,8V.

Da darf ein Keramikkondensator nicht mal warm werden.

>Das Kondensatoren heiß werden hab ich eigentlich noch nie erlebt. Auf
>der Originalplatine, die mir als Vorlage dient bleiben die Kondensatoren
>normal warm. Etwas wärmer werden aber auch diese.

Das liegt aber nicht am Kondensator sondern an Wärmequellen in der Nähe, 
z.B. Spannungsregler.

von (prx) A. K. (prx)


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Olli Z. schrieb:
> Schaltungstechnisch liegen diese als
> Pufferkondensatoreb parallel zur Betriebsspannung von 3,3V und 1,8V.

Auslöten und nachmessen, ob Durchgang. Wenn nicht, dann schwingt 
möglicherweise deine Stromversorgung.

von OS (Gast)


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A. K. schrieb:
> dann schwingt
> möglicherweise deine Stromversorgung.

Auf das wollte ich hinaus, der TE soll mal die Schaltung hier anhängen.
Vor allem was er da " nachgerüstet " hat, hört sich nach 
verschlimmbesserung an.

von Jim M. (turboj)


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Olli Z. schrieb:
> Jetzt ist mir bei Inbetriebnahme der Schaltung aufgefallen das diese
> relativ schnell SEHR heiß werde

Ist Deine Spannungsquelle strombegrenzt? MLCC haben den Nachteil, dass 
sie bei Beschädigungen (mechanischer Streß, kann beim Handlöten u.U. 
auftreten) mit Kurzschluss ausfallen. Dann werden die knallheiß.

Sollte man allerdings relativ leicht am stark überhöhten Strom der 
Schaltung erkennen können.

von Olli Z. (z80freak)


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Erstmal vielen Dank an alle für die rege Beteiligung und Tipps!
Ich versuche mal gesammelt zu antworten.

Also, einen Schaltplan habe ich nicht. Es handelt sich um die 
Nachrüstung von Komponenten für einen zusätzlichen Videoeingang. Dieser 
ist auf der einen Platine die mir vorliegt ab Werk bestückt und auf der 
anderen nicht. Die Nachrüstung als solches klappt, der fehlende Kanal 
ist verwendbar.

Ob wirklich die Kondensatoren selbst heiß werden oder durch Komponenten 
auf der Unterseite erhitzt werden kann ich nicht 100% sagen. Die 
Unterseite der Platine ist im eingebauten Zustand nicht zugänglich und 
nur so kann ich es testen.

Auch weiß ich nicht genau welcher der 5 parallel befindlichen 10uF 
Kondensatoren es genau ist. Ich denke aber das es mehr als einer ist. 
Die Kondensatoren liegen, anders als ich zunächst angenommen habe, nicht 
parallel an einer Spannungsquelle, sondern in einem Verbund mit anderen 
Kondensatoren an den Ein/Ausgängen (CAPC2, CAPY1+CAPY2) eines 
Videodekoders (ADV7181). Nur ein einziger der fünf ist von 3,3V über 
eine Entstördrossel (1k/100 MHz) an Masse als Stützelko geschaltet. 
Dieser versorgt dann den Analogteil des Videochips (AVDD). Mehr konnte 
ich nicht ermitteln. Da können also durchaus Frequenzen eine Rolle 
spielen. Das werde ich mit dem Oszi mal überprüfen.

Die ganze Schaltung macht mir nicht den Eindruck auf hohe Ströme 
ausgelegt zu sein...

: Bearbeitet durch User
von Safari (Gast)


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Olli Z. schrieb:
> Auch weiß ich nicht genau welcher der 5 parallel befindlichen 10uF
> Kondensatoren es genau ist.

Mit einem Wattestäbchen alle im kalten Zustand anfeuchten auf der 
Oberseite, einschalten, gucken welcher zuerst trocknet.
Selbst schon so an schwer zugänglicher Stelle gemacht, funktioniert gut.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Olli Z. schrieb:
> Die Unterseite der Platine ist im eingebauten Zustand nicht zugänglich
> und nur so kann ich es testen.
Und war für Bauteile sind im ausgebauten Zustand auf dieser Unterseite?

von Olli Z. (z80freak)


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Ich habe mal die Rückseite der Platine fotografiert und die Lage der 
Kondensatoren auf der Gegenseite durch rote Kästen markiert.
Bauteil (1) ist ein MAX8880 Spannungsregler (3,3V zu 1,8V), welcher die 
Betriebsspannung für den Video-AD liefert.
(2) ist ein OpAmp für die Videoverstärkung.
(3) ist ein NPN-Transistor

Leider ist die Unterseite im eingebauten Zustand so gut wie 
unzugänglich.

Wenn jetzt einer der Kondensatoren durchs löten evtl. eine Macke hat 
(habs mit ca. 320° Heißluft und Reflow-Paste ausgelötet) und dadurch ein 
zu hoher Strom durch diesen fließt und er dadurch zu warm wird, müssten 
dann nicht die durch den Kondensator erwünschten Effekte 
(Spannungsglättung) extremst verschlechtert sein? Das müsste man doch am 
Oszi erkennen. Sprich im Vergleich Original- zu Nachbau.

von Olli Z. (z80freak)


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So, habe gestern nochmal ein paar Versuche gemacht. Zunächst habe ich es 
geschafft die Platine auch außerhalb des Gehäuses zu betreiben, sodass 
ich an alle Seiten ran komme.

Nach wenigen Minuten Betriebszeit war die extreme Wärme wieder 
vorhanden. Diese scheint aber vom Chip zu kommen der über den 
Kondensatoren liegt. Im eingebauten Zustand habe ich das als Wärme der 
Kondensatoren über die Fingerspitzen wahrgenommen... so kann man sich 
täuschen.

Der Chip hat eine Oberflächentemperatur von gut 50°C. Die Funktion 
ansich sieht nicht beeinträchtigt aus. Normal ist das aber nicht, denn 
der auf der Originalplatine wird nichtml handwarm. Auf der Unterseite 
gibt es auch kein Wärmeleitpad oder sowas.

Laut Datenblatt dürfte der in diesem Zustand höchstens ein halbes Watt 
an Verlustleistung haben.

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Olli Z. schrieb:
> Der Chip hat eine Oberflächentemperatur von gut 50°C.
> Laut Datenblatt dürfte der in diesem Zustand höchstens ein halbes Watt
> an Verlustleistung haben.

Dann passt das mit den 50°C doch sehr gut.

von Olli Z. (z80freak)


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SO, ich habe nun meine zweite Platine nachbestückt. Diesmal hatte ich 
meine Löttechnik schon etwas verfeinert, z.b. habe ich gruppenweise 
Areale gelötet, die Lötpaste mit einer sehr feinen Sprize auf die 
vorgewärmten Pads aufgetragen.

Die Funktion ist wieder sofort da gewesen, jedoch wird hier nichts mehr 
heiß.

Ich vermute(!) also das ich durch das sequentielle Bestücken einigen 
Bauteilen einfach zuviel Hitze zugemutet hab :-( Bislang dachte ich das 
dies SMD-Widerstände und Kondensatoren locker weckstecken, besser als 
Halbleiter.

Dazu muss ich sagen das ich einfach alles mit 320°C Heißluft gemacht 
habe, also nicht in einem Ofen und schon garnicht mit kontrollierter 
Temperatur. Ofen schied ja bei mir aus weil bereits Bauteile vorhanden 
waren und die Platine beidseitig bestückt ist.

Mir bleibt jetzt wohl erstmal nichts anderes übrig als die verdächtig 
warm werdenden Bauteile wieder auszulöten und zu ersetzen, in der 
Hoffnung die richtigen zu finden?! Das Kuriose ist ja, das die Funktion 
einwandfrei zu sein scheint. Auch konnte ich bei Spannungsmessungen mit 
dem Oszi keine "Einbrüche" oder was änhliches sehen, was auf einen zu 
hohen Stromfluß hindeutet. Eigentlich müsste sich die Last ja auch am 
Spannungsregler bemerkbar machen.

Oder sollte ich gleich alles wieder runter nehmen?

: Bearbeitet durch User

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