Kondensator defekt - warum?

[Christian M. (christian847)]

Hallo zusammen,

ich bin mal wieder dabei, ein Anzeigensystem „auseinander“ zu nehmen. 
Viel Erfahrung in Elektronik habe ich nicht, umso mehr Spaß macht es ;-) 
Ich komme eher aus der Programmier-Ecke.

Das System besteht aus mehreren Platinen – eine Hauptplatine mit einem 
uC, der verschiedene Daten (Punkte, Uhrzeit, Temperatur) per RS485 an 
die Anzeigeplatinen übermittelt.

Auf den Anzeigeplatinen sitzt ebenfalls ein uC (natürlich mit einem 
MAX485 davor), der einen ULN2004A steuert. An diesem sind pro Ausgang 
jeweils 7 LEDs in Reihe geschaltet, das ganze ganze sieben Mal, so dass 
sich eine klassische 7-Segment Anzeige ergibt.

Ein erster Versuch in Eagle hängt an ;-) Sind allerdings nur die meiner 
Meinung nach relevanten Bauteile eingezeichnet.

Die Platinen funktionieren, eine zeigt jedoch einen nicht unerheblichen 
Defekt: C9. Ich habe den Kondensator von einer intakten Platine runter 
gelötet und gemessen, es handelt sich um 1uF.

Folgende Fragen dazu:
- Die Funktion von C9 – handelt es sich um einen Abblockkondensator ?
- Wenn ich den ersetzen möchte – 1uF bei 50V müssten eigentlich ok sein, 
oder?
- Und die für mich interessanteste Frage: Wie kann dieser Kondensator 
kaputt gehen? Ich kann leider nichts über die Historie der Platinen 
sagen, aber alle anderen zeigen keinerlei (sichtbaren) Defekte. Auch die 
„Master“ Platine ist augenscheinlich ok.

Kann simple Materialermüdung / Fehler bei der Fertigung der Grund sein? 
So heftig?

Ohne Vorgeschichte ist es wahrscheinlich etwas „orakeln“ – trotzdem 
würden mich die Möglichkeiten interessieren, warum und wie der 
Kondensator kaputt geht, ohne dass „noch mehr“ defekt ist.

Grüße
Christian

Edit: die defekte Seite ist die 24v Seite.

[batman (Gast)]

Bei Tantalkondensatoren ein recht typisches Ende. Obs einer ist, weiß 
ich aber nicht.

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

Ist deutlich erkennbar kein Tantal, sondern ein MLCC.
Bei brennenden Tantals sieht die Platine mieser aus.

[Mark S. (voltwide)]

Der ist ge"crackt" und hat dann einen Kurzschluss fabriziert.
Anschließend ist der magische Rauch entwichen.

[X2 (Gast)]

Hallo Christian,

hat der eine genügend große Spannungsfestigkeit ???

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Christian M. schrieb:
> - Die Funktion von C9 – handelt es sich um einen Abblockkondensator ?
Ja.

> - Wenn ich den ersetzen möchte – 1uF bei 50V müssten eigentlich ok sein,
> oder?
Ja. Der sieht nach 1206 aus, da bekommst du problemlos auch 100V...

> - Und die für mich interessanteste Frage: Wie kann dieser Kondensator
> kaputt gehen?
Wenn der bei der Montage (z.B. Leiterplatte unter mechanischer Spannung 
montiert) einen Riss bekommen hat, dann kann Feuchtigkeit eindringen und 
die Spannungsfestigkeit heruntersetzen.
An der eingesetzten Stelle als Pufferkondensator ist das Eindringen von 
Feuchtigkeit erstmal nicht so krtisch, denn die Schaltung funktioniert 
ja sogar ganz ohne Kondensator. Aber ich hatte schon Fälle in 
Analogschaltungen, wo sich dann Timings und Filtercharakteristiken 
änderten. Da traten "draußen im Feld" Fehler und Funktionsstörungen auf. 
Die defekten Steuerungen wurden ausgebaut, kamen zur Untersuchng und 
zeigten keinen Fehler. Klar: inzwischen waren die Geräte auf dem Postweg 
wieder getrocknet...
Und die Lösung des Ganzen war eine Befestigungsschraube in ca. 3cm 
Entfernung, die bei unsachgemäßer Montage ohne Isolierscheiben 
mechanische Spannung auf die Platine brachte.

> Kann simple Materialermüdung / Fehler bei der Fertigung der Grund sein?
In diesem Kondensator gab es offenbar eine winzige Stelle, die nicht die 
nötige Spannungsfestigkeit hatte, dann gabs dort einen Überschlag und 
das Drama nahm seinen Lauf.

> So heftig?
Wenn der Brand mal begonnen hat, dann wirds schnell dramatisch...  ;-)

[Christian M. (christian847)]

Guten Morgen!

Lothar M. schrieb:

> Die defekten Steuerungen wurden ausgebaut, kamen zur Untersuchng und
> zeigten keinen Fehler. Klar: inzwischen waren die Geräte auf dem Postweg
> wieder getrocknet...

Auf so etwas muss man auch erst einmal kommen ;-)

X2 schrieb:
> hat der eine genügend große Spannungsfestigkeit ???

Weiss ich nicht genau, nicht meine Schaltung und leider auch keine 
Unterlagen (musste alle Verbindungen messen).


Auf alle Fälle vielen Dank für das zahlreiche Feedback - sehr wertvoll 
für mich und wieder was gelernt !!

Neue Kondensatoren sind schon bestellt, ich werde mich dann man an die 
Reparatur machen.

Danke - tolles Forum!

Christian

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Christian M. schrieb:
>> waren die Geräte auf dem Postweg wieder getrocknet...
> Auf so etwas muss man auch erst einmal kommen ;-)
Naja, hat zugegebenerweise auch ein wenig gedauert...  ;-)

Noch ein Wort zum 50V- vs. 100V-Kerko:
Die Kapazität dieser hochkapazitiven Keramiken wird bei 1V gemessen. Bei 
steigender Spannung reduziert sich die Kapazität, bis sie ggfs. bei 
Nennspannung nur noch 1/3 oder gar nur 1/4 des angepriesenen Wertes hat:
https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5527

Aus diesem Grund die Dinger spannungsmäßig immer gut 
"überdimensionieren". Je kleiner die Bauform, umso mehr...

[Timmo H. (masterfx)]

Lothar M. schrieb:
> Ja. Der sieht nach 1206 aus, da bekommst du problemlos auch 100V...
Eher 0805 hätte ich jetzt gesagt. Hab schon lange kein 1206 mehr 
gesehen, außer bei sehr hochkapazitiven MLCCs

EDIT: Obwohl stimmt, 1206 könnte doch passen, gerade noch mal am Bild 
ausgemessen

[Jens G. (jensig)]

>EDIT: Obwohl stimmt, 1206 könnte doch passen, gerade noch mal am Bild
>ausgemessen

Wozu messen? Sieht man doch auf dem ersten Blick, daß die Teile etwa 
halb so lang wie die LEDs dick sind. Oder ein drittel der 
Schaltkreisbreite.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Dort im Beitrag "Re: Notebook MosFet tauschen Wie am besten den Defekten finden?" ist 
übrigens auch ein hübscher gecrackter Kerko zu sehen...

[2 Cent (Gast)]

Und die für mich interessanteste Frage: Wie kann dieser Kondensator
kaputt gehen?
Strombelastung beim Einschalten gegen "harte" (anderer Elko) 24V? 
LKW-Bordnetz? Dann womoeglich auch extreme Ueberspannung + periodischer 
Stromfluss.

[2 Cent (Gast)]

Ich lerne das Zitieren nicht. Ich soll die Vorschau benutzen!

[2 Cent (Gast)]

Ich lerne das Zitieren nicht. Ich soll die Vorschau benutzen!

[2 Cent (Gast)]

Ich lerne das Zitieren nicht. Ich soll die Vorschau benutzen!

Sorry, ich kanns leider nicht 1000 mal posten. Daran ist die 
Boardsoftware schuld!

[Christian M. (christian847)]

Hallo zusammen,

inzwischen ist das Board repariert - zum Glück gab es an der Stelle eine 
recht grosse Massefläche - funktioniert auch prima. Anbei ein Bild - in 
echt sieht es besser aus - die Lichtverhältnisse waren schlecht.

Vielen Dank nochmals - ich habe dabei gut gelernt ;-) !

Christian