defekte Fokos

Ein freundlichen Hallo in die Gemeinde!

Mit sterben seit einiger Zeit Folienkondensatoren in kapazitiven Netzteilen. =C4ltere Ger=E4te (mehr als 10 Jahre alt) funktionieren noch immer pr=E4chtig. Die Fokos haben eine Anfangskapazit=E4t von 0u47F und die Defektger=E4te erhalte ich mit 0u18F bis 0u30F retour.

Der Hersteller der Fokos h=FCllt sich in Schweigen und es ist wie immer der Entwickler schuld. Dies bringt mich nat=FCrlich auch nicht weiter.

Da ich keinen Endlos-Thread erzeugen m=F6chte, habe ich mir ein paar Fragen zusammengeschrieben und bitte um Mithilfe:

-) Ich suche eine Informationsquelle (Buch, WWW-Seite, oder dergleichen) mit Erkl=E4rungen zu: Lebensdauerpr=FCfung von Fokos, Ermittlung der Spannungsfestigkeit von Fokos, Selbstheilung, Ermittlung der Ausfallursache von Fokos, Ermittlung des max. dI/dt.

-) Hat jemand eine plausible Erkl=E4rung warum 400Vdc Fokos nur bis max.

200..220Vac@50Hz spezifiziert sind? (630Vdc max. 240..260Vac@50Hz) Den X- und Y-Betrieb der Kondensatoren schlie=DFe ich einmal aus.

-) Warum sind die axialen Fokos im Verh=E4ltnis zu den radialen Fokos r=FCckg=E4ngig? (sieht zumindest bei der Typenauswahl so aus)

-) Wei=DF jemand einen Hersteller der PP Fokos mit 0u47F und 0u68F bei

500Vac anbietet? (weitere Daten: axial, max. 15mm Durchmesser, max. 32mm L=E4nge, min. dI/dt 5A/us)

Danke f=FCr die Mithilfe. lg Peter

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Peter Reiter
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Es würde helfen zu sagen welche Folienkondensatortyp von welchem Hersteller. Und ob in der Anwendung genügend Überspannung für Durchschlag/Selbstheilung zu erwarten ist.

Typisch wohl +/-20% Toleranz. Meine leidige Erfahrung von ehedem: wir hatten die in Rufschaltung von Telefongeräte und bei ca. 20Hz und -20% Toleranz des Kondensators kam man in Probleme mit Bauteilstreuung der Schaltung. Die WIMA-Typen hatten ca. Nennwerten +/-10%. Siemens lagen konstant und eng bei -18%. D.h. ein Hersteller wollte reich werden indem er weniger Folie verbaute.

Ich würde auch in diesem Fall mal empfehlen zu prüfen bei welcher Hochspannung die Kondensatoren der verschiedenen Hersteller mit Durchschlag anfangen.

MfG JRD

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Rafael Deliano

"Peter Reiter" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@77g2000hsv.googlegroups.com...

Ich hab bei Kemet, Siemens (heute Epcos) und anderen durchaus Informationen zur Lebensdauerpruefung gesehen, nur leider hab ich keine Link fuer Folienkondensatoren.

Aber bei 400V Teilen an 230V~ musst du dich nicht wundern, so ein Netz hat ja oft keine 230V~. Da muss schon ein X-Kondensator her, und auch Stromberechnungen gelten ja nur fuer 50Hz und nicht fuer Rundsteuersignale, Powerline-Modems und Motor-Kollektorstoerfeuer.

Waehrend also der Kondensator unter optimalen Bedingungen (Test beim Hersteller() sehr wohl 400V bzw. 230V~ aushaelt, wird er in der wirklichen Welt weit haerter rangenommen.

Dann schlaegt er durch und heilt aus, verliert Kapazitaet, oder es loesen sich einzelne Folien ab, auch das kostet Kapazitaet.

Nicht umsonst warnt die de.sci.electronics FAQ:

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F.9.3. Kleinnetzteil ohne Trafo vor Kondenstatornetzteilen wegen der Widrigkeiten des Stromnetzes. Ich bin aber zuversichtlich, wenn du X2-Kondensatoren einsetzt.

Siehe AN954 von

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--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
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MaWin

Hallo Peter,

Gut, meine Folienkondensatorerfahrung liegt im Bereich von 2kV aufwärts, aber einiges könnte da dennoch zur Klärung beitragen:

die ersten Kondensatoren, die ich mir habe machen lassen, waren 2500 V Typen. Vom Hersteller bekam ich dann die Info, dass die ohnehin locker 4 kV aushalten würden, weil die Foliendicke nicht dünner werden könne, da din dünneres Dielektrikum eher wieder teurer würde, weil schwieriger herzustellen, zu verarbeiten...

Möglicherweise waren in den laten Gräten einfach dickere Folien verbaut und mittlerweile wird hier Material gespart, weil neuere Maschinen dünneres material verarbeiten kann. Während früher 250Vac draufgeschrieben wurde, obwohl locker 400 Vac drin war, ist heute eben 250 Vac wirklich 250 Vac. Wen dann ein bischen überspannung kommt, schlägts eben durch -> Kapazitätsabbau eben. Ich würd sogar sagen Glück gehabt, dass nicht mehr dahinter kaputt ging. Alles weitere hat Manfred schon geschrieben. Am Netz nur mit 250 Vac zu spezifizieren ist fast so schlimm, wie am KfZ Bordnetz nur 14,4 V max zu erwarten.

Marte

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Marte Schwarz

Hallo,

na ja wenn man von 400 V Scheitelspannung auf den Effektivwert zurückrecnet kommt man auf 282 Veff, bei 15 % Toleranz für Überspannungen sind wir schon bei 245 V. Bei Gleichspannung fliesst ja nur ein sehr geringer Leckstrom durch den Kondensator, aber bei Wechselstrom sorgt der fliessende Blindstrom auch dafür das der Kondensator wärmer wird und mehr Stress ausgesetzt ist. Reserven für sehr kurze Überspannungsspitzen braucht man ja auch noch, da wundert mich nicht wenn man die nur bis 220 Vac spezifiziert.

Bye

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Uwe Hercksen

Unpraktisch für automatische Bestückung, radiale sind viel schneller bestückbar.Ausserdem sind die in einem Gehäuse vergossenen Typen (Wima) robuster und langlebiger (da durch den Verguss besser geschützt).

Du willst vermutlich X2 275V oder 440V AC haben. X2 275V haben iirc 1kV Gleichspannungsfestigkeit, 440v iirc 1,5 oder 2kV. Axiale kenne ich da aber auch keine, radiale gäbe es z.b. von Wima.

Gruß, Robert

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Robert Obermayer

und hochfrequenztauglich sind die axialen auch nicht, wenn zwischen den Anschlüssen 2 cm Kondensator ist.

.. und jeder Millimeter hat ein Nanohenry ganz für sich alleine

Gerhard

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Gerhard Hoffmann

Leider sind die Ger=E4te in denen die Fokos zur Versorgungserzeugung herangezogen Billigprodukte von denen eine recht hohe Zuverl=E4ssigkeit erwartet wird, aber keiner etwas daf=FCr bezahlen will. Ihr k=F6nnt mir glauben, dass ich andere Bauteile einsetzen w=FCrde wenn ich k=F6nnte. Zu guter Letzt ist auch der Platz f=FCr die Teile eingeschr=E4nkt und dies erleichtert die Bauteilwahl auch nicht besonders.

Hersteller: ES Type MKP382S 0u47F/400V/10% Homepage:

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Die Toleranz ist nat=FCrlich ein Thema, doch wurden unsere Fokos mit 10% Tol. definiert und diese Toleranz in die Berechnungen einbezogen. Unsere Eingangspr=FCfungen zeigten, dass der Hersteller jeden Cent spart, denn die meistens liegen die Teile an der unteren Toleranzgrenze.

Wir haben zwischenzeitlich einmal ein paar tausend Fokos von einem Fernost-Hersteller eingebaut. Diese Teile waren grunds=E4tzlich im positiven Toleranzbereich.

Testweise habe ich die Fokos (aber leider nur neue) an 1,5kV dc angeschlossen. Selbst nach 4 Tagen gab es keinen Durchschlag. Die alten und defekten Fokos haben teilweise schon bei 500Vdc gefeuert.

Meine Meinung zu div. techn. Problemen: Problem dI/dt Ein 100R in Serie zum Foko minimiert den Stromanstieg auf einen Wert von unter 3,5A/us. Somit ist die Kontaktierung der Folie einmal im gr=FCnen Bereich.

Problem Transiente Spannungsspitzen Der Foko stellt beim kapazitiven Netzeil f=FCr transiente Spannungsspitzen einen Kurzschluss dar, somit d=FCrfte sich im Wesentlichen nur das dI/dt auswirken.

Problem Betriebstemperatur Sofern ich meinen Kunden glauben schenken darf, werden die Ger=E4te bei max. +40=B0C verwendet. Wenn ich also von +60=B0C Temperatur am Foko ausgehe, bleibt noch gen=FCgend Freiraum zum Grenzwert.

Problem Betriebsspannung Der angegebene Foko hat 400Vdc und 220Vac, dass er nicht f=FCr Anwendungen zwischen L und N geeignet ist, versteht sich von selbst. Die max. ac-Spannung von der Frequenz abh=E4ngig zu machen gilt nicht ganz, denn thermisch macht sich nur der Strom im Foko bemerkbar und da w=E4re halt eine Angabe seitens der Hersteller auch nicht so schlecht. Wenn ich aber von max 60Hz ausgehe, dann ist das ja fast dc und warum kann ich dann nicht den Scheitelwert zur Berechnung heranziehen? Hier konnte ich bisher keine Herstellerinformationen finden, die mir eine plausible Erkl=E4rung dazu liefert. Das im Netz h=F6here Spannungen auftreten k=F6nnen, davon muss man ausgehen. Wenn ich nun wieder meinen Kunden glauben darf, dann komme ich auf eine Spannung von unter 205Vac am Foko. In Ordnung 220Vac zu 205Vac ist nicht die Welt, aber immerhin.

Weil wir mit dem Design immer sehr an die Grenzen gehen, werden die fertig entwickelten Ger=E4te unter versch=E4rften Bedingungen =FCber einen l=E4ngeren Zeitraum betrieben und erst bei Nullfehler in der Produktion freigegeben. Mein Problem derzeit ist, dass ich die Ausf=E4lle nicht nachvollziehen kann und hier versuche ich durch weitere Informationen einen Hinweis auf M=F6glichkeiten dieser Defekte zu finden.

Ich danke vorerst f=FCr die Mithilfe.

lg Peter

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Peter Reiter

Ja, das durfte ich wieder bei einem Integrationskondensator sehen. Paarweise ausgemessene FoKos, gewickelt (also klassisch altmodisch) und unvergossen. Stehend verlötet, handbestückt, und der kleine Lötzinn-Knubbel, der sich beim Einlöten ein wenig gemäß der Schwerkraft auf die Oberseite der Platine bewegt hatte und dann an den Rand des Cs gedrückt hat, war ausreichend für einen zeitweisen Kurzschluß, nach dem ich mich dumm und blöde gesucht habe.

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Ralph A. Schmid, DK5RAS

Peter Reiter schrieb:

Der Hersteller sollte schon Angaben zur Lebensdauer machen. Die Lebensdauer von Folienkondensatoren ist allerdings ein Mysterium für mich. Ein Hersteller (icar) gibt z.B. für eine Reihe von Motorbetriebskondensatoren Lebensdauern von 30000/10000/1000 h an bei Betrieb bei 400/450/500 V. Auf deutsch heisst das doch, dass der Kondensator für

500 V nicht geht. Also wie bei Elkos, genügend Spannungs- reserve ist das A&O. Und Temperaturreserve. Ich hatte neulich Probleme mit Pumpenmotoren, welche nach ca. 10000 Betriebsstunden nicht mehr wussten, auf welche Seite sie starten sollten, da die Kapazität der Betriebs- kondensatoren auf weniger als 1/10 abgesunken war.

Mysterium

nach Selbsterkrankung...

Hmm, ich dachte, für den Kondensator wäre dU/dt schlimmer, für den Triac hingegen dI/dt.

--
mfg Rolf Bombach
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Rolf_Bombach

Hallo Rolf!

Inzwischen wurde mir best=E4tigt, dass es kein wirkliches Buch zu Kondensatoren gibt. Ein bisschen ist sicher in den Herstellerunterlagen zu finden, doch ist dies immer nur die halbe Wahrheit bzw. jener Teil der bei ein bisschen Nachdenken (fast) selbst erarbeitet werden kann.

Probieren ist hier das Motto, aber richtig! Dies machen auch die Hersteller und das macht mich absolut (un)gl=FCcklich.

Irgendwie ident mir der westlichen Medizin, man bek=E4mpft die Auswirkungen nicht das =DCbel. Der Verlust an Kapazit=E4t wird in den Dokus kaum erw=E4hnt (ok, ist ja auch gering).

dU/dt ist nur leider in den Datenbl=E4ttern angegeben, warum wei=DF ich auch nicht, macht f=FCr mich auf den ersten Blick keinen Sinn. Problem ist auf jeden Fall die Kontaktierung (Anschluss/Wickel) und da ist auf jeden Fall dI/dt das Problem.

Vielleicht interessiert es dich: Meine Probleme bei den Fokos sind mit hoher Sicherheit auf den Coronaeffekt zur=FCckzuf=FChren. Dies dachte ich schon seit geraumer Zeit und habe deshalb versucht die Qualit=E4t der Fokos mit einer Hochspannungs-DC-Messung nachzuweisen - ohne Erfolg. Die Probanten waren alle guter Dinge und ich konnte die Teile bei 1500Vdc betreiben, ohne das ein Teil sich r=FChrte. Ich bin davon ausgegangen, dass der Coronaeffekt mit der Feldst=E4rke zusammenh=E4ngt (hatte ich so gelernt), aber leider ist das scheinbar nicht ganz so. Wie ich nun von einem Foko-Entwickler erfahren konnte ist hier eine AC-Messung zu verwenden. (!?) Technische Grundlagen dazu konnte auch er mir nicht nennen. Bei einem Schnelltest mit AC (500Vac) haben meine Probanten ganz sch=F6n geprasselt, die Messung geht also grunds=E4tzlich. Derzeit bin ich bei =DCberlegung wie ich dies messtechnisch am einfachsten Umsetzen kann, denn es gilt in Zukunft ein einfaches Qualit=E4tsverfahren f=FCr den Wareneingang bereitzustellen.

Nun ist mir auch klar, warum die DC- und AC-Spannungsangaben in den Datenbl=E4ttern differieren.

Das eine =DCberdimensionierung der Lebensdauer gut tut ist mir schon klar, aber ...

Einen hei=DFen L=F6tkolben w=FCnscht dir Peter

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Peter Reiter

Rolf_Bombach schrieb:

In der Rakete V2 gab es Pumpenmotore, die f=FCr eine Lebensdauer von ca. 1 Std konstruiert waren. L=E4nger war auch nicht notwendig, weil die Rakete spowieso nicht =E4lter wurde... Gruss Harald

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Harald Wilhelms

In den MIL-Normen gibt es verschiedene Anwendungsklassen, je nach der Umgebung des Bauteils.

Die Umgebung "Labor" ist __ziemlich schlecht__ für die Lebensdauer von Bauteilen.

Bauteile, die's erst mal funktionstüchtig in den Weltraum geschafft haben, haben das Gröbste hinter sich. Da passiert kaum noch was.

Die schlimmste Anwendungsklasse ist "cannon launched", z.B. für intelligente Granaten, die auch dann möglichst nahe platzen sollen, wenn sie das Ziel eigentlich verfehlen. Fairerweise gilt nur die Zeit bis zum Aufschlag.

Gruß, Gerhard

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Gerhard Hoffmann

Peter Reiter schrieb:

Also doch dU/dt. Die DC-Coronaeffekte gehen IMHO fliessend in dielektrisch behinderte Entladungen über (vulgo stille Entladungen). Die Kondensatorfolie mit ihrer hohen Dielektrizitätskonstante "leitet" die Wechselspannung auf die andere Seite, wo es dann zu Entladungen bei nicht perfekt anliegender Metallisierung kommt. Ozongeneratoren arbeiten so...

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mfg Rolf Bombach
Reply to
Rolf_Bombach

Harald Wilhelms schrieb:

Äh, ja, toll. Mein Pumpenmotor sollte aber 5 Jahre halten und das hat der Kondensator nicht gepackt. Das war eine reichlich mühsame Fehlersuche, da ich zuerst vermutet hatte, dass die Pumpe oder die Motorlager klemmen. Erst als ich merkte, dass Anschubsen in "falscher" Richtung gleich gut ging, war der Fall dann klar.
--
mfg Rolf Bombach
Reply to
Rolf_Bombach

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