defekte Fokos

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Ein freundlichen Hallo in die Gemeinde!

Mit sterben seit einiger Zeit Folienkondensatoren in kapazitiven
Netzteilen. C4%ltere GerE4%te (mehr als 10 Jahre alt) funktionieren noch
immer prE4%chtig. Die Fokos haben eine AnfangskapazitE4%t von 0u47F und
die DefektgerE4%te erhalte ich mit 0u18F bis 0u30F retour.

Der Hersteller der Fokos hFC%llt sich in Schweigen und es ist wie immer
der Entwickler schuld. Dies bringt mich natFC%rlich auch nicht weiter.

Da ich keinen Endlos-Thread erzeugen mF6%chte, habe ich mir ein paar
Fragen zusammengeschrieben und bitte um Mithilfe:

-) Ich suche eine Informationsquelle (Buch, WWW-Seite, oder
dergleichen) mit ErklE4%rungen zu: LebensdauerprFC%fung von Fokos,
Ermittlung der Spannungsfestigkeit von Fokos,
Selbstheilung,
Ermittlung der Ausfallursache von Fokos,
Ermittlung des max. dI/dt.

-) Hat jemand eine plausible ErklE4%rung warum 400Vdc Fokos nur bis max.
200..220Vac@50Hz spezifiziert sind? (630Vdc max. 240..260Vac@50Hz) Den
X- und Y-Betrieb der Kondensatoren schlieDF%e ich einmal aus.

-) Warum sind die axialen Fokos im VerhE4%ltnis zu den radialen Fokos
rFC%ckgE4%ngig? (sieht zumindest bei der Typenauswahl so aus)

-) WeiDF% jemand einen Hersteller der PP Fokos mit 0u47F und 0u68F bei
500Vac anbietet? (weitere Daten: axial, max. 15mm Durchmesser, max.
32mm LE4%nge, min. dI/dt 5A/us)

Danke fFC%r die Mithilfe.
lg
Peter


Re: defekte Fokos
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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.

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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

Re: defekte Fokos

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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: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de /
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 www.microchip.com
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff /
We've slightly trimmed the long signature. Click to see the full one.
Re: defekte Fokos
Hallo Peter,

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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



Re: defekte Fokos

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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

Re: defekte Fokos
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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).

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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

Re: defekte Fokos
On Wed, 10 Jan 2007 15:10:02 +0100, Robert Obermayer

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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

Re: defekte Fokos

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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.

Re: defekte Fokos
Leider sind die GerE4%te in denen die Fokos zur Versorgungserzeugung
herangezogen Billigprodukte von denen eine recht hohe ZuverlE4%ssigkeit
erwartet wird, aber keiner etwas dafFC%r bezahlen will. Ihr kF6%nnt mir
glauben, dass ich andere Bauteile einsetzen wFC%rde wenn ich kF6%nnte. Zu
guter Letzt ist auch der Platz fFC%r die Teile eingeschrE4%nkt und dies
erleichtert die Bauteilwahl auch nicht besonders.

Hersteller: ES
Type MKP382S 0u47F/400V/10%
Homepage: www.es-ostrava.cz

Die Toleranz ist natFC%rlich ein Thema, doch wurden unsere Fokos mit 10%
Tol. definiert und diese Toleranz in die Berechnungen einbezogen.
Unsere EingangsprFC%fungen 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 grundsE4%tzlich 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
grFC%nen Bereich.

Problem Transiente Spannungsspitzen
Der Foko stellt beim kapazitiven Netzeil fFC%r transiente
Spannungsspitzen einen Kurzschluss dar, somit dFC%rfte sich im
Wesentlichen nur das dI/dt auswirken.

Problem Betriebstemperatur
Sofern ich meinen Kunden glauben schenken darf, werden die GerE4%te bei
max. +40B0%C verwendet. Wenn ich also von +60B0%C Temperatur am Foko
ausgehe, bleibt noch genFC%gend Freiraum zum Grenzwert.

Problem Betriebsspannung
Der angegebene Foko hat 400Vdc und 220Vac, dass er nicht fFC%r
Anwendungen zwischen L und N geeignet ist, versteht sich von selbst.
Die max. ac-Spannung von der Frequenz abhE4%ngig zu machen gilt nicht
ganz, denn thermisch macht sich nur der Strom im Foko bemerkbar und da
wE4%re 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 ErklE4%rung dazu liefert. Das im Netz hF6%here Spannungen
auftreten kF6%nnen, 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 GerE4%te unter verschE4%rften Bedingungen FC%ber einen
lE4%ngeren Zeitraum betrieben und erst bei Nullfehler in der Produktion
freigegeben. Mein Problem derzeit ist, dass ich die AusfE4%lle nicht
nachvollziehen kann und hier versuche ich durch weitere Informationen
einen Hinweis auf MF6%glichkeiten dieser Defekte zu finden.

Ich danke vorerst fFC%r die Mithilfe.

lg
Peter


Re: defekte Fokos
Peter Reiter schrieb:
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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.
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Mysterium


nach Selbsterkrankung...


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

--
mfg Rolf Bombach

Re: defekte Fokos
Hallo Rolf!

Inzwischen wurde mir bestE4%tigt, 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.

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Probieren ist hier das Motto, aber richtig!
Dies machen auch die Hersteller und das macht mich absolut
(un)glFC%cklich.

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Irgendwie ident mir der westlichen Medizin, man bekE4%mpft die
Auswirkungen nicht das DC%bel.
Der Verlust an KapazitE4%t wird in den Dokus kaum erwE4%hnt (ok, ist ja
auch gering).

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dU/dt ist nur leider in den DatenblE4%ttern angegeben, warum weiDF% ich
auch nicht, macht fFC%r 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 zurFC%ckzufFC%hren. Dies dachte ich schon seit geraumer Zeit
und habe deshalb versucht die QualitE4%t 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 rFC%hrte.
Ich bin davon ausgegangen, dass der Coronaeffekt mit der FeldstE4%rke
zusammenhE4%ngt (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 schF6%n
geprasselt, die Messung geht also grundsE4%tzlich. Derzeit bin ich bei
DC%berlegung wie ich dies messtechnisch am einfachsten Umsetzen kann,
denn es gilt in Zukunft ein einfaches QualitE4%tsverfahren fFC%r den
Wareneingang bereitzustellen.

Nun ist mir auch klar, warum die DC- und AC-Spannungsangaben in  den
DatenblE4%ttern differieren.

Das eine DC%berdimensionierung der Lebensdauer gut tut ist mir schon
klar, aber ...

Einen heiDF%en LF6%tkolben wFC%nscht dir
Peter


Re: defekte Fokos
Peter Reiter schrieb:

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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...

--
mfg Rolf Bombach

Re: defekte Fokos
Rolf_Bombach schrieb:

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In der Rakete V2 gab es Pumpenmotore, die
fFC%r eine Lebensdauer von ca. 1 Std konstruiert waren.
LE4%nger war auch nicht notwendig, weil die Rakete
spowieso nicht E4%lter wurde...
Gruss
Harald


Re: defekte Fokos

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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

Re: defekte Fokos
Harald Wilhelms schrieb:
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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

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