Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Alte Tantalpillen ersetzen?


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von Christian S. (chris02)


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Moin,

ich beschäftige mich gerade mit dem Thema Tantalpillen auszutauschen.

Im Forum habe ich dazu auch schon einige Beiträge gelesen und bin auch 
schon ein wenig schlauer. Tantal sind deutlich schneller als Elkos 
aufgrund des geringeren ESR und können oft durch MLCC ersetzt werden ist 
mein Resume.

Nun habe ich mir eine Platine / Steuerung aus dem Jahr 2000 rausgesucht. 
Hier sind die Tantalpillen an folgenden Stellen verbaut.

Spannungsversorgung:
Datenblatt LM2940T
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2940-n.pdf?HQS=TI-null-null-mousermode-df-pf-null-wwe&ts=1599383446440&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.mouser.de%252F

Diese wird durch einen LM2940T realisiert.
Im Datenblatt ist am Ausgang ein 22µF gepolter Kondensator (Elko oder 
Tantal?) nahe am Regler vorgeschrieben.
Auf der Platine sitzt ein 10µF/35 Tantal direkt neben dem Regler und ein 
100µF/25 Elko (radial) Parallel dazu, aber räumlich nicht direkt neben 
dem Regler.

Aus meiner Sicht ist der Tantal für die schnellen Schaltvoränge und der 
Elko für die etwas langsameren. Den Tanatal würde ich nun durch einen 
10µF MLCC ersetzen.

Überwachungsschaltung
Datenblatt TL7705ACP
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl7705a.pdf?HQS=TI-null-null-mousermode-df-pf-null-wwe&ts=1599383286201&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.mouser.de%252F

An Pin 1+3 sind je 1µF/35V Pillen, direkt an den IC Pins.
Aus meiner Sicht dienen diese als Puffer bzw. als Zeitglied, d.h. ich 
würde sie einfach durch Elkos ersetzen.

Was meint ihr dazu?

Viele Grüße
Chris

von oszi40 (Gast)


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Christian S. schrieb:
> ersetzen.

Jede Operation am offenen Herzen hat auch ein Risiko. Man sollte nur das 
tun, was wirklich nötig ist. Sind Fehler vorhanden j/n?

von ... (Gast)


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Warum willst/musst du die Tantal ersten?
ev. ist der ESR eines MLCC heutiger Bauart für den 2940 auch zu 
gering... du brauchst dann noch einen Serienwiderstand...

8.2.2.1.2 ESR Limits
The ESR of the outputcapacitor will cause loopinstability if it is too 
high or too low.

von Teo D. (teoderix)


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Christian S. schrieb:
> Den Tanatal würde ich nun durch einen
> 10µF MLCC ersetzen.

Gug ins Dabla! ESR mäsig liegen Tantals zwischen Keramik und Alubecher. 
Dein Regler will da aber weder zu viel noch zu wenig davon haben!
Spoiler: MLCCs passen da nich zu!

Ach ja noch was allgemeines: Wozu diese sinnbefreite Aktion?!

von Lurchi (Gast)


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Die alten Tantal Kondensatoren in Tropfenfrom haben schon zu recht einen 
schlechten Ruf. Das Problem sind vor allem die, wo die Stromversorgung 
zu Leistungsfähig ist, so dass es zur Zündung des Feuerwerks reicht.

So "schnell" sind die Ta perlen in der Regel nicht. Das ist vor allem 
eine Frage der Bauform. Moderne low ESR Al-ekos sind da oft schon 
passend - sofern es nicht zu kalt wird.

von Ralph B. (rberres)


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Hier hat ( aus Unwissenheit? ) nicht nur die Konsumindustrie sondern 
auch Firmen wie Rohde&Schwarz Siemens usw. gesündigt.

Diese Tantaltropfen vertragen keine hohen Ströme. Wenn diese Tantalelcos 
aber zur Siebung bzw Entkopplung in Stromversorgungspfade dienen, so 
muss dafür gesorgt werden, das der Ladestrom beim Einschalten begrenzt 
wird.

Das ist nur sehr bedingt der Fall, wenn sie direkt am Ausgang eines 
Spannungsreglers plaziert sind. Hier fließen wenigstens nur 
Einschaltströme welches der Spannungsregler im Kurzschlussfalle abgibt. 
Das ist aber für diese Tantalperlen in der Regel auch schon zuviel.

Noch schlimmer sieht es aus, wenn sie direkt am Netzgleichrichter 
hängen.

Ich habe schon unzählige Male erlebt das solche Tantalelcos 
günstigensfalls einfach nur einen Kurzschluss durch seine Defekt erzeugt 
hat. Ich habe aber auch schon verkohlte Tantalelcos erlebt.

Es macht also durchaus Sinn solche Zeitbomben durch Aluelcos mit 
niedrigen ESR oder durch Folienkondensatoren ( wenn es sich um kleine 
Kapazitäten handelt ) zu ersetzen.

Die Fehlersuche in einen Gerät bei welchen so ein Tantalelco in 
irgendeiner Baugruppe einen Kurzschluss ohne Brandmarken erzeugt hat, 
kann sehr mühselig werden.

Ralph Berres

von Christian S. (chris02)


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Vielen Dank für eure Rückmeldungen.

Die Steuerung läuft seit 20 Jahren, 24/7 durch, wenn auch zu 99,9% nur 
im Standby. Das eigentliche Problem/defekt war ein Relais, was schon 
behoben wurde. Nun soll die Steuerung wieder komplett fit gemacht 
werden, damit sie wieder lange fehlerfrei läuft.

Und bevor die Platine durch einen Brand stark/irreparabel geschädigt 
wird, sollen die Tantal raus oder zur Not zumindest durch neue Tantal 
ersetzt werden.

Habe den ESR, der alten Elkos (nicht Tantal!), mit einem Atlas ESR60 
gemessen. Dieses hört bei 20 Ohm auf. Mit dem Transistortester kamen 83 
Ohm als ESR raus. Es ist also höchste Zeit da mal was zu machen ;) Elkos 
sind 1:1 getauscht worden. Problem ist aber, dass ich bauart bedingt 
auch wieder auf axiale gehen muss.

Der Spannungsregler will einen ESR von 0,1 - 1 Ohm haben. Da komme ich 
selbst mit einem Low ESR Elko nicht hin, der liegt deutlich über 1 Ohm. 
Mit dem zweiten, axialen Elko parallel könnte ich damit aber hinkommen.
--> Daher mein Vorschlag MLCC

Und bei dem Überwachgungs IC habe ich keine Infos dazu gefunden.
--> Daher mein Vorschlag Elko

von Peter D. (peda)


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Diese Tantaltropfen sind leider wirklich Zeitbomben. Insbesondere vor 
und hinter Spannungsreglern.
Ich würde sie durch Alu-Elkos ersetzen und auf der Lötseite einen 100nF 
SMD-Kerko parallel.

von batman (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Die Steuerung läuft seit 20 Jahren,

Na dann versuch das mal mit heutigen Elkos oder was sonst so im 
Container rübergeschippert kommt. Viel Glück!

von Bauform B. (bauformb)


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Christian S. schrieb:
> Der Spannungsregler will einen ESR von 0,1 - 1 Ohm haben. Da komme ich
> selbst mit einem Low ESR Elko nicht hin, der liegt deutlich über 1 Ohm.
> Mit dem zweiten, axialen Elko parallel könnte ich damit aber hinkommen.
> --> Daher mein Vorschlag MLCC

Warum?  Der ist um den Faktor 10 zu niederohmig, wie du selbst 
schreibst.

Vor allem aber: Wenn die Tantals in 20 Jahren nicht ausgefallen sind, 
sind sie offensichtlich richtig dimensioniert. Warum sollten sie in den 
nächsten 20 Jahren ausfallen? Kleine Al-Elkos haben eine wesentlich 
kürzere Lebenserwartung als (vernünftig eingesetzte) Tantals.

von Manfred (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Das eigentliche Problem/defekt war ein Relais, was schon
> behoben wurde. Nun soll die Steuerung wieder komplett fit gemacht
> werden, damit sie wieder lange fehlerfrei läuft.

Weil 'zigtausende Kasper im Idiotennet Geräte "recappen", muß man das 
unbedingt auch tun?

Relais gewechselt, Steuerung funktioniert, fertig die Laube. 
Kondensatoren werden gewechselt, wenn Fehler auftreten, die das 
notwendig erscheinen lassen.

von Peter D. (peda)


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Bauform B. schrieb:
> Wenn die Tantals in 20 Jahren nicht ausgefallen sind,
> sind sie offensichtlich richtig dimensioniert.

Oder man hat nur Glück gehabt und nie im Scheitelpunkt eingeschaltet. 
Tantals haben im Netzteil nichts verloren, die gehören ausgetauscht. 
Vorzugsweise verpuffen Tantals, wenn das Gerät länger nicht benutzt 
wurde.

Bauform B. schrieb:
> Kleine Al-Elkos haben eine wesentlich
> kürzere Lebenserwartung als (vernünftig eingesetzte) Tantals.

Nur hab ich viel mehr verschmorte Tatals wechseln müssen, als Alu-Elkos. 
Da kommen oft richtige Stichflammen raus, d.h. man muß auch daneben 
liegende Bauteile wechseln.

Heutzutage gibt es ja MLCCs im µF-Bereich, da kann man auf Tantal völlig 
verzichten. Das schont dann auch die Umwelt.

von сорок две (Gast)


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Peda ich kann mich Deiner Meinung hier nicht anschließen. Tantals waren 
zu dem Zeitpunkt als sie da eingesetzt wurden deutlich teurer als Alu 
Elkos und auch deutlich zuverlässiger. Freilich habe auch ich schon 
etliche Tantaltropfen wechseln müssen und ich habe auch schon eine quer 
durch die Bude fliegende Leuchtkugel nach dem Einschalten einer alten 
Festplatte erlebt, aber die Anzahl defekter Tantaltropfen liegt doch 
sehr deutlich unter dem was mir an toten Aluelkos über den Weg gelaufen 
ist. Die Zuverlässigkeit alter PDP11 oder VAX Rechner ist legendär und 
da sind Unmassen von Tantals verbaut.

сорок две

von Peter D. (peda)


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Manfred schrieb:
> Relais gewechselt, Steuerung funktioniert, fertig die Laube.
> Kondensatoren werden gewechselt, wenn Fehler auftreten, die das
> notwendig erscheinen lassen.

Das ist ganz im Sinne der Werkstatt, so kommt das Gerät viel öfter zur 
Reparatur.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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сорок две schrieb:
> Tantals waren zu dem Zeitpunkt als sie da eingesetzt wurden
> deutlich teurer als Alu Elkos und auch deutlich zuverlässiger.

Abhängig vom Hersteller der Tantalelkos, Kapazitätswert und 
Spannungswert war ein Kriterium. Ein weiteres war das Alter und an 
welcher Stelle einer Schaltung diese eingesetzt wurden. Wie die Bereiche 
der Kriterien waren muss ich passen. Alles tauschen ist daher sicherlich 
keine allheilbringende Lösung.

von Ralph B. (rberres)


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сорок две schrieb:
> zu dem Zeitpunkt als sie da eingesetzt wurden deutlich teurer als Alu
> Elkos und auch deutlich zuverlässiger.

in meinen Berufsleben ist mir bisher noch nie ein Alu-Elco beim 
Einschalten des Gerätes explodiert, und habe auch noch nie einen 
Alu-Elco auf der Betriebsspannungsebene wechseln müssen. Auser bei 
Schaltnetzteilen.

Aber Tantalelcos habe ich auf der Betriebsspannungsebene schon unzählige 
wechseln müssen. Insbesonders da wo hohe Ladeströme beim Einschalten 
flossen.

Christian S. schrieb:
> Die Steuerung läuft seit 20 Jahren, 24/7 durch, wenn auch zu 99,9% nur
> im Standby.

wenn sie ununterbrochen durchlaufen, werden sie ja auch nicht mit 
Einschaltstromstöße maltretiert. Denn diese sind es , welche die 
Tantalelcos sterben lassen.

Ralph Berrs

: Bearbeitet durch User
von Fixer (Gast)


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Geaet funktioniert? Dann nichts unternehmen! Lass die Pillen drin.

Warum fudelst Du darin rum?

Bist Du einer der erst einmal versucht alle Kondis und Platinen zu 
vermurksen?

von Joachim B. (jar)


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1. alte Tantals bleiben tickende Zeitbomben
2. alte Al-Elkos waren noch besser dimensioniert, üblich mit +50%/-20%, 
d.h. sie fallen viel später wegen Elektrolytverlust aus und man 
dimensionierte großzügiger!
3. neue Al-Elkos werden knapper mit Elektrolyt befüllt weil das kostet 
und man es kann, können also früher ausfallen wenn sie knapp 
dimensioniert sind.
4. die ESR von alten und neuen Kondensatoren können auch abweichend sein 
und gedankenloser Wechsel kann Probleme verursachen die es vorher nicht 
gab.

kurz um, jeder Tipp kann helfen oder genau das Gegenteil verursachen.

Es geht nur mit Augenmaß & Wissen, sprich Erfahrung die selbst Fachleute 
aus der Praxis nicht für ALLE Bauteile in ALLEN Geräte haben müssen.

von batman (Gast)


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Jedenfalls hätte ich auch bei Altgeräten (1970+) lieber mal eine 
geknallte Tantalperle ausgewechselt als ständig reihum 50% der Elkos, 
die unterschiedlich gemächlich aber zuverlässig in einen Defektzustand 
dahinsiechen und auf ihrem Weg zu den lustigen sporadischen 
Fehlfunktionen der Geräte führen. Hab aber nur 1 oder 2 Perlen 
getauscht, auf zig Elkos. Aber jeder nach seinem Geschmack.

Auch bei langen Lagerzeiten, worum es hier aber gar nicht geht, sind 
Elkos im NT kein Vorteil, denn sie depolarisieren und rauchen beim 
Einschalten danach ab. Auch wenns bei den Alubechern weniger spektakulär 
aussieht.

von Bauform B. (bauformb)


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batman schrieb:
> Auch wenns bei den Alubechern weniger spektakulär aussieht.

Du stellst aber hohe Ansprüche an "spektakulär"; wenn so ein richtiger 
Alubecher eine Delle in die Zimmerdecke macht und dabei eine 
Luftschlange hinterher zieht ist mein Spektakelbedarf gedeckt ;)

Die Tantaler  haben ihren schlechten Ruf ja nicht daher, dass sie 
stāndig kaputt gehen, sondern daher, dass sie ihren eigenen Sauerstoff 
mitbringen -- wie es sich für einen ordentlichen Brandbeschleuniger 
gehört.

von Ralph B. (rberres)


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Bauform B. schrieb:
> wenn so ein richtiger
> Alubecher eine Delle in die Zimmerdecke macht und dabei eine
> Luftschlange hinterher zieht

Habe ich erst einmal erlebt. Das war ich aber selber schuld.

Man sollte nicht einen 2200uF 450V falsch gepolt ein 400V DC anlegen und 
dann aus dem Zimmer gehen.

Der Knall war beeindruckend. Das Loch in der Zimmerdecke auch!

Ralph Berres

von Dieter (Gast)


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Ralph B. schrieb:
> Der Knall war beeindruckend. Das Loch in der Zimmerdecke auch!

Passend zu Corona:
a) In Deutschland horten sie Toilettenpapier
b) In USA horten sie Schusswaffen
c) In elektrotechnischen Foren bauen sie Rail Guns und horten Elkos.

https://www.nzz.ch/panorama/kriminelle-banden-terrorisieren-und-kontrollieren-goeteborg-ld.1573986
https://www.unz.com/tsaker/the-systemic-collapse-of-the-us-society-has-begun/

Die dicken Elkos könnten also noch gebraucht werden. ;o) ;)
Der Fernseher noch als Wurfgeschoss aus dem Fenster. ;o) ;)


Aber es macht leider wirklich keinen Sinn mehr den alten Fernseher 
aufzuheben. Vor drei Jahren habe ich noch einen kleinen 
Bildröhren-Stereo-Farbfernseher in Halbleitertechnik zum 
Elektronikschrott gegeben. Ausgeschlachtet hatte ich diesen auch nicht 
mehr, mangels Zeit damals. Es ging einfach nicht mehr mangels analoger 
Sender.

Das war wirklich schade, aber wenn jeder qm pro Monat rund 10 Euronen 
mehr kostet, dann kosten 5 solche Teile gestapelt rund 120 Euro/Jahr an 
Lagerkosten...

von Arno H. (arno_h)


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Die Warnhinweise stehen leider nicht auf der ersten Seite des DB, 
sondern sind oft in AppNotes versteckt. Innerhalb der Specs betrieben 
halte ich Ta-Elkos für harmlos.
Gegen Bestückungsfehler hatte man sich ja was einfallen lassen, 
beispielsweise Vishay.

Arno

von Dieter (Gast)


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Arno H. schrieb:
> Innerhalb der Specs betrieben halte ich Ta-Elkos für harmlos.

In der Regel gilt das auch als Abblockkondensatoren vor den Chips in der 
Spannungsversorgung, wenn der Vorwiderstand groß genug ist den 
Kurzschlussstrom nicht übermäßig zu hoch anschwellen zu lassen. Dann ist 
übrigens auch der Einschaltstromstoß für den Tantal-Elko nicht zu groß. 
Oft kann man das anhand der Platine erkennen, ob das so realisiert 
wurde. In dem Falle passiert in der Regel nichts, es sei denn da ist 
eine zentimeterdicke brennbare Staubschicht auf der Platine. Dann 
schaffen es aber auch durchschmorende Widerstände und Halbleiter ein 
Brand zu entfachen.

von Joachim B. (jar)


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Dieter schrieb:
> Der Fernseher noch als Wurfgeschoss aus dem Fenster. ;o) ;)

hatte ich fast nach der letzten Elkowechselarie gemacht bei einem Löwe 
CRT wo auch immer die Elkos starben (insider Tipp von RFS Kollegen)!

Dieter schrieb:
> es sei denn da ist
> eine zentimeterdicke ..... Staubschicht auf der Platine

Ich sah danach aus wie ein Schwein, geholfen hats trotzdem nichts, weil 
da mehr viel mehr kaputt war, also 50,-DM für Elkos zum Fenster 
rausgeworfen, vergebens aber nicht umsonst Teile besorgt, viel Arbeit 
für NICHTS denn so ein oller CRT ist praktisch nichts wert!

von Lurchi (Gast)


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Der Ausfall der Ta perlen ist erst einmal mit einem Kurzschluss. Wenn 
der Strom genügend begrenzt ist, passiert auch nicht viel mehr. Wenn die 
Stromquelle aber zu viel Strom liefern kann, kann der Ta-elko überhitzen 
und dann chemisch zünden, etwa ähnlich einer Wunderkerze mit richtig 
viel Hitze. Da hat man dann ggf. auch mal ein Loch in der Platine wo die 
heiße Pille runter fällt.

Einfach nur ein MLCC passt wegen dem ESR oft nicht. Ein MLCC mit 0.2 Ohm 
in reihe wäre ggf. möglich, wenn man daran denkt dass die Kapazität der 
MLCCs mit viel DC Spannung ggf. abnimmt.
Für niedrigen ESR gibt es sonst auch noch Polymer Elkos, die ggf. eine 
alternative sein können.

Die Regler kommen ggf. auch mit Al-Elko und kleinem MLCC parallel klar.

von Ralph B. (rberres)


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Lurchi schrieb:
> Der Ausfall der Ta perlen ist erst einmal mit einem Kurzschluss. Wenn
> der Strom genügend begrenzt ist, passiert auch nicht viel mehr.

einige mA Ladestrom können diese Tantalperlen durchaus vertragen.

Nur wenn so eine Perle über einen 10 Ohm Widerstand an harte 12V liegen, 
fließen im Einschaltmoment erst mal 1,2 Amp in die Perle rein, bis er 
sich aufgeladen hat. Das ist der Augenblick wo sie dann an einen 
zufälligen Zeitpunkt sterben.

Ralph Berres

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