Zwei 8200uF 400V Kondensatoren in Reihe / Ausgleichswiderstände ?

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Autor
Zwei 8200uF 400V Kondensatoren in Reihe / Ausgleichswiderstände ?

    







BID = 990718

ThomasWuff

Neu hier



Beiträge: 24
 

  


Guten Tag !

Ich möchte an eine DC Spannungsquelle (630V) zwei 8400uF 400V Elektrolyt-Kondensatoren in Reihe schalten,
um die Spannungsfestigkeit von 400V auf 800V zu erhöhen. Leider bin ich mir sehr unsicher mit der Berechnung der Ausgleichswiderstände.

Es handelt sich um die folgenden Kondensatoren:
http://de.rs-online.com/web/p/alumi.....8667/

C1 ist um 111uF kleiner als C2, nur vertraue ich dem Messgerät nicht wirklich.
Leider kann ich deren reale Kapazität unter Beachtung der Toleranz nicht messen, da mir ein genaues
Kapazitätsmessgerät fehlt und mein NoName-Kram bei Kapazitäten von über 2000uF nur noch Schrott als Ergebnisse liefert.

Könnte mir jemand empfehlen wie die Ausgleichswiderstände dimensioniert werden müssen ?
Angeschlossen werden diese jeweils parallel zur Kapazität (dh. an jedem Elko ein Widerstand) das sehe ich doch richtig oder ?

MfG

BID = 990810

Maou-Sama

Schriftsteller



Beiträge: 787

Mal was Lesestoff:
http://www.illinoiscapacitor.com/pd.....s.pdf
Oder aber weg vom Widerstand, hin zum Varistor...
https://de.wikipedia.org/wiki/Reihenschaltung Absatz "Spannungssymmetrierung"
Der Vollständigkeit halber eine Aktive Symmetrierschaltung
https://www.pes.ee.ethz.ch/uploads/....._.pdf


BID = 990820

ThomasWuff

Neu hier



Beiträge: 24

Vielen Dank für die Links !

Habe mir nun die Möglichkeiten durchgelesen, es stehen somit drei Möglichkeiten zur Auswahl:
Widerstände
Varistoren
Aktive Schaltung

Laut der Formel aus dem ersten Link wären für mich zwei 10kOhm (jeweils einer pro Kondensator) in einer 20W Ausführung als Ausgleichswiderstände geeignet.

Eventuell geht es eben auch mit Varistoren. Leider tue ich mich bei der Wahl der passenden Varistoren schwer, da ich nie etwas mit diesen Bauelementen zu tun hatte. Wie ich verstehe, sollte ich ein Bauteil mit einer Varistorspannung von etwa 390V suchen (Kondensatoren bis 400V) und einer DC Maximalspannung über der Varistorspannung ? Außerdem, wie berechne ich hier die Verluste, wie soll der Varistor dimensioniert werden ? Ich wäre sehr dankbar, falls einer mir die passenden bei RS online heraussuchen könnte und erklären warum genau diese !

RS Online: http://de.rs-online.com/web/c/passi.....oren/

Vielen Dank im Voraus

MfG

BID = 990824

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5362


Zitat : ThomasWuff hat am 19 Mai 2016 13:28 geschrieben :
Laut der Formel aus dem ersten Link wären für mich zwei 10kOhm (jeweils einer pro Kondensator) in einer 20W Ausführung als Ausgleichswiderstände geeignet.
Aus dem Bauch heraus finde ich die Formel bei so großen Kondensatoren nicht passend. (Und ich bekomme 1,2 kOhm raus) Ich würde ja wirklich den Leckstrom und damit den Leckwiderstand der Kondensatoren bestimmen und dann als Ausgleichswiderstände 1/10 von dem kleineren Wert nehmen. (Steht so ja auch im ersten Link. Ich selber habe von dem Thema keine Ahnung.)

Was liefert denn dein Netzteil? Mit deinen 10 kOhm fließen schon rund 32 mA nur durch die Widerstände und du verheizt rund 20 Watt und die müsstest du auch irgendwie abführen.
Auch solltest du die maximale Betriebsspannung der Widerstände beachten. Viele (kleinere) vertragen nur 200 V bis 300 V. Bei dir kann im Worst-Case (Kurzschluss in einem Kondensator) die vollen 630 V über den Widerständen abfallen. Ich würde also eine Reihenschaltung von mehreren nehmen.
(Hier ist es noch nicht so kritisch, aber ich würde hier eher keine Drahtwiderstände nehmen, weil mir letztens welche wegen Überschlägen gestorben sind. Aber da war die Spannung wahrscheinlich noch etwas höher.)

[ Diese Nachricht wurde geändert von: BlackLight am 19 Mai 2016 14:10 ]

BID = 990825

ThomasWuff

Neu hier



Beiträge: 24

Hallo !

Also ich hatte folgendes gerechnet:
Leckstrom der Kondensatoren laut Hersteller = 5mA
Datenblatt: http://docs-europe.electrocomponent.....7.pdf

Rdc = 400V / 0,005A = 80.000 = 80kOhm

Demnach wenn ich eine DC Spannung von 630V an den beiden Kondensatoren anliegen habe beträgt der Strom durch die Widerstände (160.000 Ohm) etwa 4mA und somit etwa 2,5 Watt Abwärme.

Oder wo ist mein Fehler ?

Also ich würde doch eher zum Varistor greifen, jedoch bin ich hier wie gesagt sehr auf Hilfe angewiesen !


MfG





[ Diese Nachricht wurde geändert von: ThomasWuff am 19 Mai 2016 14:33 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: ThomasWuff am 19 Mai 2016 14:48 ]

BID = 990883

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
es stehen somit drei Möglichkeiten zur Auswahl:
Widerstände
Varistoren
Aktive Schaltung
Diese Reihenfolge dürfte auch den Zuverlässigkeiten der verschieden Lösungen entsprechen.

Klassisch verwendet man Drahtwiderstände und wählt ihren Widerstandswert so, dass durch den Widerstand ca. der 10-fache Leckstrom des Kondensators fliesst.
Für deine 400V Kondensatoren gibt der Hersteller 5mA an*) was sich auch nicht wesentlich durch den Betrieb mit nur 315V ändert.
Dementsprechend wäre ein Querstrom von knapp 50mA erforderlich, was mit zwei 6,8kOhm Widerständen erreicht wird.
Jeder der beiden Widerstände entwickelt dabei eine Verlustwärme von 15W.
Diese insgesamt 30W Verlustwärme müssen aus dem Gehäuse abgeführt werden können, und es ist keine gute Idee die Widerstände nahe oder gar unterhalb der Elkos anzubringen.

30W Verlustleistung hört sich viel an, kann aber einem Netzteil dieser Leistungsklasse durchaus angemessen sein.
... oder der TE ist überhaupt auf dem Holzweg und die Konstruktion ist überhaupt unzweckmäßig oder gar unzulässig.



*) was ich als recht hoch empfinde. Ich würde im Dauerbetrieb eher 0,5mA oder noch weniger erwarten. Evtl. ist der Strom nach längerer Lagerung anfangs aber tatsächlich so hoch. (Im Datenblatt steht: 5s nach dem Einschalten)
Der Hersteller wird wissen und seine Produkte nicht absichtlich schlecht machen.


BID = 990889

ThomasWuff

Neu hier



Beiträge: 24

Hallo Perl !

Vielen Dank für die ausführliche Erklärung, alles klar.
Ja die 30Watt Verlust hören sich schon viel an.

Könntest du mir denn eine Konfiguration mit Varistoren empfehlen ?
Zu welchen Varistoren greife ich, auf was sollte ich achten ?


MfG

BID = 990908

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5362

@ThomasWuff:
Mal eine ganz blöde Frage von mir, hast du das Netzteil und die Kondensatoren schon vorliegen? Wenn ja, was spricht dagegen, einfach den Leckstrom der beiden Kondensatoren (an z.B. 350 VDC) einfach zu messen? Einmal direkt, nach 5 min und auch nach z.B. 10 min. Auf der Masseseite sollte dazu jedes 5-€-DMM für geeignet sein.

Und wieviel Strom liefert das Netzteil eigentlich?


Offtopic :
@perl: Meinst du bei der Liste ab- oder aufsteigende Zuverlässigkeiten?

BID = 990911

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12780
Wohnort: Cottbus


Zitat :
einfach den Leckstrom der beiden Kondensatoren (an z.B. 350 VDC) einfach zu messen?
Ist ja nur eine Momentaufnahme und daher wenig aussagekräftig.

Auch 10min Betriebszeit ändern daran wenig, wenn man an tausende ( ) Betriebsstunden denkt.

Auf Temperatur wird er bei statischer Beanspruchung mit Gleichspannung auch nicht kommen, da die während des richtigen Betriebes fließenden Umladeströme fehlen.
Von äußeren Temperatureinflüssen und Alterungserscheinungen im Allgemeinen ganz zu schweigen.




_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 990924

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5362


Offtopic :
@Offroad GTI Das sind berechtigte Einwände. Ich gebe ja zu, dass ich zu neugierig bin.
(Mir ging es primär und aus Eigeninteresse um die verwendete Spannungsquelle und wie perl seine Liste sortiert. Der Rest war Fülltext.)

Da bisher keine Informationen zum Sinn und Zweck genannt wurden hat meine an einen Testaufbau oder "Transformationsexperimente" gedacht. Da würde ich keine hohen Betriebsstunden erwarten. Aber auch da tritt, wie du richtig angemerkt hast, eine dynamische Belastung auf.


@ThomasWuff: Bei Varistoren sehe ich folgende Probleme. Du hast ja nur einen recht kleinen Bereich zwischen Nennspannung und Maximalspannung, so dass die flache Kennlinie von SiC-Varistoren evtl. nicht ausreicht. Bei ZnO-Varistoren ist diese steiler, jedoch altern diese durch Auslösungen und reduzieren so ihre Auslöseschwelle.
Als letzten Punkt sind Varistoren dafür ausgelegt kurzzeitige Überspannung abzufangen und stoßen aufgrund ihrer vergleichsweise kleinen Masse relativ schnell an ihr thermisches Limit. Die mit Schraublöchern fangen z.B. auf Farnell bei 40 € pro Stück an.

Offtopic :
Hab mir das Thema Varistor nur eben kurz angelesen. Wer Fehler findet darf sie gerne nennen.


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