ESR Berechnung

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Autor
ESR Berechnung
Suche nach: esr (1277)

    







BID = 815195

nabruxas

Monitorspezialist



Beiträge: 9266
Wohnort: Alpenrepublik
 

  


Kann mir jemand bei der korrekten Berechnung des ESR helfen?
Nach der Formel:
ESR = tan δ / ω C
kann ich den ESR ermitteln.
Ich komme jedoch anhand der Datenblätter auf komplett andere Ergebisse.
Ich möchte nachstehende Elkos vergleichen:

Nichicon UHZ0J222MPM
und
United Chemicon KMG6.3VB222M10X20LL

Beim Nichicon kann ich den ESR aus der Tabelle mit 10mOhm / 100kHz und einen Ripple Strom von 2960mA entnehmen.
Beim United Chemicon habe ich einen tan δ von 0,36 und 710mA bei
120Hz.
Auch wenn ich die im DB unten stehende Tabelle verwende und den Faktor 1.08 verwende bekomme ich ein anderes Ergebnis als die beim Händler hinterlegte Information. Hier ist ein ESR von 271mOhm hinterlegt.
Ich komme bei meinen Berechnungen auf einen ESR von 28mOhm.

Ich gehe von folgenden Werten bei der Berechnung aus:
C = 0,0022
f= 100000
f Korrektur = 1,08

Was stimmt nun? Was mache ich falsch?


Klar ist dass der Ripple Strom sehr unterschiedlich ist und dies beim Einbau eine Rolle spielt.





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[ Diese Nachricht wurde geändert von: nabruxas am 14 Feb 2012  9:44 ]

BID = 815198

nabruxas

Monitorspezialist



Beiträge: 9266
Wohnort: Alpenrepublik

 

  

Ich habe noch die Bauteilwerte in lesbarer Form vergessen:

2200µF / 6.3V (10x20mm, radial)

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BID = 815228

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Beim Nichicon kann ich den ESR aus der Tabelle mit 10mOhm / 100kHz und einen Ripple Strom von 2960mA entnehmen.
Beim United Chemicon habe ich einen tan δ von 0,36 und 710mA bei
120Hz.
Das wird der Punkt sein.
Die Elektrolytleitfähigkeit ist tatsächlich frequenzabhängig und steigt mit zunehmender Frequenz.
Ein flüssiger Elektrolyt besteht ja gewöhnlich aus solvatisierten Ionen.
Wenn die Frequenz hoch ist, schwingen die Ionen unter dem Einfluß des elektrischen Feldes nur in ihrer Solvathülle hin und her, was relativ verlustarm vor sich geht.
Bei niedriger Frequenz hingegen setzt sich der gesamte Komplex aus Ion und den umgebenden Lösungsmittelmolekülen in Bewegung, was Reibungsverluste zur Folge hat. In wässrigen Lösungen liegt die Frequenzgrenze, bis zu der die Leitfähigkeit ansteigt, typisch in der Gegend von 10MHz.
Dieses Kind hat sogar einen Namen: Debye-Falkenhagen-Effekt

BID = 815234

GeorgS

Inventar



Beiträge: 6450

Der Debye-Falkenhagen-Effekt spielt hier keine Rolle.

Er ist bemerkbar bei einigen MHz bis 10 MHz, das
bedeutet aber nicht, daß die Leitfähigkeit von
Niederfrequenz an gleichmäßig ansteigt.
Es handelt sich um eine breite Resonanzbande wie
sie für Relaxationsphänomene typisch ist.
Bei 100 KHz merkt man noch gar nichts, was unter
anderem deswegen wichtig ist, indem Leitfähigkeitsmessinstrumente
im Bereich einiger Dutzend KHz bis 100 KHz arbeiten!
Georg

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Dimmen ist für die Dummen

BID = 815310

nabruxas

Monitorspezialist



Beiträge: 9266
Wohnort: Alpenrepublik

Ähmmm! Danke.
Über meinem Kopf schwebt ein zwei Meter hohes Fragezeichen.
Ich kann damit leider gar nichts anfangen.

Vielleicht stelle ich die Frage etwas anders:
Welche Möglichkeit habe ich den ESR zu bestimmen, wenn nur der tan δ und Frequenz laut DB vorhanden ist.

Letztendlich benötige ich "nur" eine Möglichkeit die beiden Kandidaten zu vergleichen.

Viele Fragezeichen oder doch nur ein Holzweg, bzw. nicht ausgeschlafen?

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: nabruxas am 14 Feb 2012 22:33 ]

BID = 815319

ElektroNicki

Inventar



Beiträge: 6429
Wohnort: Ugobangowangohousen

Die beiden wollen dir sagen, und das sehe ich auch so, dass man durch die frequenzabhängigen Rippelströme Äpfel und Birnen vergleicht, da diese nicht bei gleicher Frequenz gemessen wurden.
Ist eben kein Styroflex (um mich mal wieder etwas aus dem Fenster zu lehnen)

_________________

BID = 815328

nabruxas

Monitorspezialist



Beiträge: 9266
Wohnort: Alpenrepublik

Nicki - Danke Dir für Dein Fachwissen!

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BID = 815329

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Welche Möglichkeit habe ich den ESR zu bestimmen, wenn nur der tan δ und Frequenz laut DB vorhanden ist.
Messen!
Und zwar möglichst bei der vorgesehenen Arbeitsfrequenz.
Hilfsweise kannst du auch die Erwärmung der Kondensatoren bestimmen, wenn du sie mit einem hohen Wechselstrom belastest.
Dabei wird es günstig sein zwei zu vergleichende Prüflinge mit annähernd gleicher Kapazität antiseriell zu schalten, weil dadurch einerseits beide vom garantiert gleichen Strom durchflossen werden, und es andererseits leicht ist über einen Widerstand von ein paar kOhm am Verbindungspunkt eine Polarisationsgleichspannung einzuspeisen.

BID = 815440

nabruxas

Monitorspezialist



Beiträge: 9266
Wohnort: Alpenrepublik

@Perl:
Das mit dem Messen isk klar und ich hätte auch einiges an geeigneten Messgeräten herumstehen, doch einen gravierenden Haken gibt es.
Der United Chemicon ist platt und ein Messen daher sinnlos.

Ich habe in der Zwischenzeit auch alle betreffenden Elkos gegen die von Nichicon ersetzt und die Rep. ist erfolgreich abgeschlossen.

Trotzdem verstehe ich die Hersteller nicht, wenn Daten so unterschiedlich mitgeliefert werden, dass ein Vergleich der Bauserien ausgeschlossen ist.


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0815 - Mit der Lizenz zum Löten!


[ Diese Nachricht wurde geändert von: nabruxas am 15 Feb 2012 22:19 ]

BID = 815465

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Trotzdem verstehe ich die Hersteller nicht, wenn Daten so unterschiedlich mitgeliefert werden, dass ein Vergleich der Bauserien ausgeschlossen ist.
Das wird dem vorgesehenen Verwendungszweck geschuldet sein.
Der ESR ist ja nicht alles.
Darüber hinaus gibt es auch noch die ESL, die dafür sorgt, daß der Scheinwiderstand des Kondensators jenseits einer bestimmten Resonanzfrequenz wieder ansteigt.
Auf diese ESL hat neben der Kapazität und der Bauform des Kondensators vor allem die Kontaktierung der Folien einen erheblichen Einfluß.

Wenn der Hersteller den ESR nur bei 60Hz spezifiziert, interpretiere ich das so, dass der Kondensator als Siebelko für 50Hz-Netzteile und Audiofrequenzen geeignet ist, aber ein schlechtes HF-Verhalten aufweist.

Solche Kondensatoren werden sich für Schaltnetzteile wahrscheinlich erheblich schlechter eignen, als solche bei denen der ESR-Wert für 100kHz spezifiziert ist, denn jenseits der Resonanzfrequenz wird der Scheinwiderstand hauptsächlich durch die induktive Komponente diktiert.

In der Vergangenheit lagen die Resonanzfrequenzen, also der Bereich geringster Impedanz, für Elkos gewöhnlich bei einigen 10kHz, weshalb es oft nötig war noch einen Folienkondensator parallelzuschalten um bei hohen Frequenzen eine ausreichende Siebwirkung zu erzielen.
Deshalb auch ist im verlinkten Datenblatt sowohl der tan δ für niedrige Frequenzen angegeben, der ein Maß für die Verluste und die Erwärmung ist, während für 100kHz die Impedanz, also die Summe von ohmschen Widerstand und den Blindwiderständen, als Maß für die Siebwirkung bei hoher Frequenz angegeben ist.

BID = 815489

nabruxas

Monitorspezialist



Beiträge: 9266
Wohnort: Alpenrepublik

Danke für das Licht ins Dunkle!

Der ESL ist mit schon bekannt, doch zu vernachlässigen, wenn die Anschlußdrähte so kurz als möglich sind oder ändert sich bei den HF- Eigenschaften hier etwas?

Das sich der Verlustwinkel mit zunehmender Erwärmung ändert war mir auch bewusst. Für mich ist aber noch eines unklar.

Wie sind die Daten eigentlich zu interpretieren?
Ist der Winkel bei der maximalen Betriebstemp. maßgeblich oder bei Raumtemp.?
Müsste hier nicht noch eine Komponente zur Korrektur hinzukommen?

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BID = 815512

Mirto

Schreibmaschine



Beiträge: 2236
Wohnort: Sardinien (IT)


Zitat :
Der ESL ist mit schon bekannt, doch zu vernachlässigen, wenn die Anschlußdrähte so kurz als möglich sind

Der/die ESL hat mit der Länge der Anschlussdrähte nichts zu tun, sondern bezieht sich lediglich auf die Induktivität innerhalb des Elkos.

Gruß
Rainer

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BID = 815524

nabruxas

Monitorspezialist



Beiträge: 9266
Wohnort: Alpenrepublik

Aha, Danke Mirto.

Beim Tausch von Elkos an einem Mainboard wurde mir nämlich folgendes eingeflöst (und ich habe es einfach mal so geglaubt):

Sind die Anschlußdrähte zu lang, weil zB. schlampig verarbeitet, so steigt der ESL unzulässig und deshalb sind Ausfälle im Betrieb zu erwarten.

Stimmt das?

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0815 - Mit der Lizenz zum Löten!

BID = 815531

Mirto

Schreibmaschine



Beiträge: 2236
Wohnort: Sardinien (IT)

Halt! Hier werden zwei verschiedene Sachen vermischt!
ESL eines Elkos ist die Induktivität die der Elko bauartbedingt nun einmal hat.(siehe Datenblatt)
Wenn man aber die komplette Schaltung eines Gerätes betrachtet, spielen Induktivitäten und Kapazitäten von Anschlussdrähten und Leiterbahnen sicherlich eine Rolle. Dafür kann man den Hersteller des einzelnen Bauteils aber kaum verantwortlich machen. Deshalb ist ein vernünftiges Layout ja so wichtig.
Ich kann mir schon vorstellen, dass ein mit zu langen Anschlussdrähten eingelöteter Kondensator die Funktion eine Schaltung (besonders im HF-Bereich) ungünstig beeinflusst. Das hat aber nichts mit den Werten des einzelnen Bauteils zu tun.

Gruß
Rainer

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BID = 816195

dl2jas

Inventar



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Wohnort: Kreis Siegburg
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Faustformel für die Praxis:

1 mm Draht entspricht 1 nH
So etwa bei 30 mm Drahtlänge kommt diese Faustformel recht gut hin.

DL2JAS

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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert


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