maximaler Strom bei Kondensatoren

Oct 21, 2006 5 Replies

Moin,



Gibts es eigentlich eine Quelle, aus der man entnehmen kann, wieviel Strom ein Elko bei einem "Kurzschluss" liefern kann? Also sagen wir z.B. ein Elko für 450V mit 1uF. Entladen möchte ich den über einen Widerstand der zwischen 30 und 300 Ohm liegt. Nach I=U/R ergibt das einen Strom zwischen 1,5 und 15 A. Das eigentliche Ziel soll es aber sein, davon viele in Reihe zu schalten, so dass sich ein Kondensator für ca 20 kV ergibt. Die Kapazität würde dann auf mikrige 22nF sinken wenn man 44 Stück nimmt. Nehmen wir an dieser Kondensator wird auf 17kV aufgeladen, gilt dann immer noch I=U/R ? Das ergäbe nämlich was zwischen 56 und 566,7 A. Der Wert kommt mir etwas unrealistisch vor, weil ja gelten müsste, dass überall der gleiche Strom fließt, also müsste ja in einem Elko ein solcher Strom fließen, das erscheint mir komisch. Oder ist das rechnerisch korrekt?


MfG,



Markus



Hallo,

Markus schrieb:

Liefern kann, oder liefern darf?

"Liefern kann" bekommt man heraus, wenn man ESR und ESL berücksichtigt. Steht im Datenblatt. Über die Lebensdauer (Anzahl der Zyklen) sprechen wir besser nicht.

Das dürfte aber ernste Probleme mit der Balancierung aufwerfen.

So ist es.

Es /ist/ rechnerisch korrekt. Nur hat die Rechnung nicht mit der Realität zu tun.

ESL begrenzt erstmal dI/dt. ESR limitiert dann I.

Marcel

Markus schrieb:

Hallo,

der Elko hat nicht nur eine Kapazität sondern auch einen Innenwiderstand und sogar eine Induktivität (ESR). Diese muss man ebenfalls bei der Rechnung berücksichtigen.

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(Ersatzschaltbild)
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Ein Kondensator mit 1,5 µF/ 400 V hat im Beispieldatenblatt einen ESR von 63 Ohm bei 100 Hz und 20°C. Bei Reihenschaltung von 44 Elkos sind das dann schon 44*63 Ohm (Das sind dann schon deutlich mehr als die geplanten 300 Ohm).

Bei Reihenschaltung von ELkos im Hochvoltbereich können sich auch unterschiedliche Restströme der Elkos bemerkbar machen und die erzielbare Spannungsfestigkeit begrenzen. Man sollte die Elkos selektieren nach gleichem Reststrom bei der Betriebsspannung. Dieser Reststrom kann temperaturabhängig sein und sich mit der Zeit verändern.

Bernd Mayer

Kann oder darf? Ein Kondensator kann mehr Strom liefern als ihm (längerfristig) gut tut.

Selbst rechnen? Angefangen hast Du ja schon...

Bei 30 und mehr Ohm kannst Du den Innenwiderstand des Elkos wohl vernachlässigen. Weniger vernachlässigen kannst Du aber die Induk- tivität des Stromkreises, die die Anstiegsgeschwindigkeit begrenzt. Und wenn diese klein ist, ist der Kondensator schon etwas entladen, bevor der Strom richtig zum Fließen kommt. Da niemand Deine komplette Beschaltung des Stromkreises kennt, kann Dir auch niemand den zu erwartenden Strom ausrechnen.

Dann steigt der komplexe Innenwiderstand (Impedanz) Deiner Spannungs- quelle auf das 44-fache des einfachen Elkos an. Das verändert die Ausgangslage für die folgende Rechnung:

Du hast keinen Gleichstrom (eingeschwungener Zustand) und die Formel hat auch oben schon wenig Sinn.

Bei der Reihenschaltung musst Du außerdem bedenken, dass die Konden- satoren nicht alle identisch sind, trotz gleichem Aufdruck, sondern der eine hat etwas mehr Kapazität als ein anderen. Der Kleinste wird wohl während der Entladung umgekehrt wieder etwas aufgeladen. Wie lange er das mitmacht, muss man wohl experimentell herausfinden.

Norbert

Danke erstmal für Eure Antworten!

"Bernd Mayer"

Dass ein Elko so große Induktivitäten hat, war mir gar nicht bewusst. Also sehe ich das wohl richtig, dass zum erreichen eines möglichst hohen Stromes WIMA-FKP wohl DEUTLICH besser geeignet ist. Wäre ja auch zu schön gewesen wenn man sich so _billig_ Hochspannungskondensatoren bauen könnte. Laut Datenblatt sind die FKP bis knapp 500kHz kurzzeitig benutzbar. Die sind ja schon so viel besser als Elkos, dass man das schon in dB ausdrücken könnte *g*

MfG,

Markus

Hallo,

berücksichtigt.

sprechen

Bitte die Aufbauinduktivitäten nicht vergessen. Das ganze gibt einen RLC-Kreis mit entsprechender Zeitfunktion. Das ist ein bischen komplexer als I = U/R

Kommt drauf an, wie man das macht. Ich sag nur Marxx

vor,

siehe oben

Das macht jeder Blitzelko immer wieder.

Der ESR dürfte bei 30 Ohm Last noch vergleichseise klein bleiben, je nach verwendeten Elkos. Bis der Stromanstieg sein Maximum erreicht hat, ist die Spannung trotzdem nicht mehr 17 kV.

Viele vergessen gerne, dass ein paar cm draht bereits anständig induktiv ist, vor allem, wenn man dann abschaltet und diese Induktivität vergisst. Der IGBT vergisst sie nie wieder :-)

Marte

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