Ripple current rating von Elkos. Frequenzabhängigkeit
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Ripple current rating von Elkos. Frequenzabhängigkeit
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BID = 1011682
Lupin III.
Schriftsteller
Beiträge: 616
Wohnort: Salzburg
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Ich habe wieder einmal einen defekten Monitor, bei dem es die Elkos "verheizt" hat. (ich habe die vor ca. 6 Jahren schon mal gegen Yageo ausgetauscht, nachdem die originalen - Samxon Marke - nach 2 Jahren + 1 Tag aufgegeben haben).
Jetzt bin ich grade beim Datenblätter durchschauen, um passenden Ersatz zu finden (im Zweifelsfall nehm ich wieder die Yageos, die ich damals beim Conrad bekommen habe).
In den Datenblättern gibt es immer ein "ripple current rating", das wie zu erwarten auch frequenzabhängig ist, weswegen es "frequency coefficients" oder "frequency multipliers" gibt.
Das komische ist, bei manchen scheint höhere Frequenz mehr Belastung zu bedeuten, bei manchen weniger.
Z. B. bei der Yageo SE-K Serie gibt es den "Multiplier for ripple current" der mit höhere Frequenz größer wird (von 1,0 bei 120Hz bis zu 1,15 bei 10kHz). Nach meinem Verständnis heißt das, ich multipliziere meinen Ripple current mit dem Faktor und schaue dann ob das noch im erlaubten Bereich liegt.
Dann habe ich aber auch ein Datenblatt der Nippon Chemicon LXY Serie hier, wo die Faktoren auch mit der Frequenz größer werden (von 0,6 bis 1,0). Das sieht im ersten Moment gleich aus, aber die Überschrift lautet dort "Rated ripple current multipliers". So wie ich das verstehe nehme ich daher den erlaubten ripple current eines Modells und multipliziere mit dem Faktor.
Im ersten Fall hält der Kondensator bei höherer Frequenz also weniger aus, im zweiten Fall bei niedrigerer Frequenz. Kann das wirklich sein oder lese ich eines der Datenblätter falsch? |
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BID = 1011745
perl
Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| | von 1,0 bei 120Hz bis zu 1,15 bei 10kHz |
Das ist nix!
Liegt im Bereich der Meßunsicherheit, Temperaturschwankungen und Exemplarstreuungen.
Prinzipiell resultiert die zulässige Wechselstrombelastbarkeit aus der noch akzeptablen Wärmeentwicklung, für die der ESR des Kondensators verantwortlich ist.
Bei Elkos ist das eigentliche Dielektrikum das sehr verlustarme und gut isolierende Aluminiumoxid, das sich auf der Anodenfolie befindet.
Verluste sind hauptsächlich durch den Widerstand des Elektrolyten bedingt, der diese Eloxalschicht berührt und so die zweite Platte des Kondensators bildet.
Da die Kapazität proportional zur Fläche ist, vergrößert man die Oberfläche meist, indem man die Anodenfolie vor dem Oxidieren aufrauht.
Das Resultat ist, dass ein Elko aus vielen unterschiedlichen mikroskopischen RC-Gliedern besteht.
Zum einen sind da die Kondensatörchen auf den "Bergspitzen", die allseitig vom Elektrolyt umspült werden und somit niederohmig kontaktiert werden, zum anderen die elementaren Kondensatoren in den Tälern und Löchern der aufgerauten Folie, bei denen die Stromzuleitung durch den Elektrolyten behindert ist und deshalb hochohmiger erfolgt.
Das Ersatzschaltbild eines Elkos wäre also die Parallelschaltung von sehr vielen unterschiedlichen RC-Gliedern.
Bei sehr niedriger Frequenz -im Extremfall Gleichspannung- tragen alle diese Kondensatoren gleichermaßen zur Kapazität und dem geringen ESR bei, aber bei höheren Freqenzen fällt der Blindwiderstand der Kondensatoren, während der Elektrolytwiderstand sich nur wenig ändert.
Das führt dazu, dass der Stromfluß sich auf die Kondensatoren auf den Bergspitzen konzentriert, während die hochohmiger angebundenen Kondensatoren in den Tälern und Löchern immer weniger zum Stromfluß beitragen.
Unterm Strich steigt also der ESR mit der Frequenz und damit die Erwärmung bei gegebenem Strom.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 23 Jan 2017 6:19 ] |
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