Problem mit Tantalkondensatoren

Hallo zusammen, kürzlich sind mir wieder 2 Laborgeräte wegen Kurzschluss von Tantalkondensatoren ausgefallen. Das Problem tritt hauptsächlich bei selten genutzten Geräten auf - das ist wohl bekannt - ich nehme diese Geräte zwar alle wieder mal zyklisch in Betrieb und lasse sie 2/3 Stunden laufen aber das scheint nicht viel zu nutzen - oder mache ich es dadurch gar noch schlimmer ?? Erstaunlicherweise war das Problem bereits 1982 bekannt, dort berichtet die Oktoberausgabe der Elektor von "Tantalalternativen" vermutlich war aber seinerzeit das Problem der Alterung noch nicht bekannt, denn dort nennt man als Ursache der Kurzschlüsse nur " alle Arten der Überlastung". Vielleicht gibt es inzwischen Erkenntnisse wie man die "Altgeräte" idealerweise betreiben muss um solche Ausfälle zu minimieren ohne die C´s tauschen zu müssen. Es ist mit der Zeit eher lästig wenn man dauernd an den Laborgeräten rumreparieren muss - die sollen einfach nur funktionieren ! Wie ist das eigentlich aktuell, sind nicht die SMD Elkos in Chipbauform auch Tantals ?? Was wird da in ein paar Jahren sein oder hat man das Problem heute im Griff.

Beste Grüße Martin Jahn

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Martin Jahn
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Kommt drauf an was man als Ursache annimmt. Die alten Tantalperlen hatten Lackumhüllung genau wie die Kohleschichtwiderstände von ehedem. Der Lack ist nicht hermetisch dicht wodurch langsam Feuchtigkeit eindringt was chemische Veränderung ( Korrosion ) begünstigt. Die beschleunigt sich mit erhöhter Temperatur ( Arrhenius ).

Es ist vermutlich nur die Wahl zwischen Teufel und Belzebub weil die Bauteile dann ja belastet werden. Bei den besonders gefährdeten hochohmigen Kohleschichtwiderständen von ehedem die im Betrieb nicht selbst Verlustleistung erzeugten wurde empfohlen sie in der Nähe von Leistungsbauteilen zu montieren, damit die Feuchtigkeit im Betrieb ausgeschieden wird. Das war aber die Röhrenzeit der End-50er, heute wohl kaum noch praktikabel.

Bei all diesen Geräten die durch den Total- ausfall von Kondensatoren auffallen, muß man auch damit rechnen daß die Kohleschichtwiderstände unbemerkt wegdriften. Die hochohmigen weil sie besonders gefährdet sind, die niederohmigen wenn sie heizen und den Lack besonders schnell demolieren.

Kühl & trocken lagern. Letzteres könnte bei Geräten ohne Lüftungsschlitze durch die Trockenmitteltütchen begünstigt werden. Das würde aber aber wohl vorraussetzen, daß man bei Inbetriebnahme das Tütchen tauscht.

MfG JRD

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Rafael Deliano

In diesem Fall waren es axiale Tantals von Sprague in einem Vollkunststoffgehäuse, ich glaube nicht dass hier Feuchtigkeit die Ursache des Ausfalls war. Die Geräte werden auch in ( bedingt )entfeuchteten Räumlichkeiten gelagert

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Martin Jahn

Ein Problem mit Tantalkondensatoren ist die mangelnde Schaltfestigkeit. d.h., wenn man einen Tantalkondensator z.B. in einem Netzgerät zur Siebung der Betriebsspannung einsetzt, fließt beim Einschalten kurzzeitig ein unzulässig hoher Strom in den Elko. Irgendwann ist der dann einfach tot. Etwas ähnliches passiert, wenn der gelandene Elko kurzgeschlossen wird.

Deshalb Tantalkondensatoren nicht zur Siebung von Versorgungsspannungen verwenden.

Gruß

Stefan

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Stefan Brroering

...wobei man anfügen muss, dass es sich dabei oft um einen Folgefehler handelt. Der "normale" Ladekondensator verliert durch Alterung Kapazität. Deshalb wird er schneller geladen und somit die nachfolgenden Tantals überfordert. Also vor dem Tantaltausch auch die grossen Elkos prüfen.

Stefan

--
Stefan Heimers
http://www.heimers.ch/
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Stefan Heimers

Gilt das eigentlich wirklich so allgemein?

Bei Conrad gibbet z.B. #501226 "Tantal-Chip-Kondensator Low ESR", die extra für Schaltregler-Anwendungen sein sollen..

--
thomas.kindler@gmx.de,
www.microsoft-hellhounds.de
www.bredobrothers.de
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Thomas Kindler

Thomas Kindler schrieb:

Nein.

Aber eben nicht für 50/100Hz.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Die aussage w=FCrde ich f=FCr 50/100 Hz auch nur bedingt gelten lassen, da man oft Impulsspitzen aus 50Hz Versorgungen braucht in entsprechenden Schaltungen. Das ist nun akademisch dar=FCber zu entscheiden ob Du den Zweck als 50Hz siebugn oder als "h=F6herfrequent" da Impulsbelastung siehst

Und z.b. Tektronix siebt mit Tantal seit Jahrzehnten die LV-Spannungen in z.B.Scopes mit 50 Hz NT (4xx, 7xxx, 5xxx, etc.)

Es ist wohl besser formuliert wenn man sagt:

- bei kleiner Bauform und

- mit niedrigem ESR und

- in impulsbelasteten Schaltungen

wenn man da Spannungen sieben mu=DF, dann war zumindest in der Vergangenheit Tantal die geeignete Wahl.

Man darf bei Tektronix davon ausgehen das die Entwickler wu=DFten was sie taten ;-)

Heute mag es ggfs. bessere Alternativen geben, was w=FCrdet Ihr vorschlagen wenn man so einen alten defekten Tantal tauschen mu=DF?

hth, Andreas

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tekamn

Die weite Verbreitung von Typen die dafür spezifiziert sind ist neu ca. 90er Jahre. In den 80ern gabs exotische schaltfeste Alu-Serien mit festem Elektrolyten z.B. von Valvo ( SAL-RP, SAL-RQ ) explizit als Ersatz für Tantals. Bei Z-Dioden sind die Suppressordioden die ohne Vorwiderstand einiges aushalten auch erst verzögert gekommen, ca. ab den 80ern handelsüblich ( mil & aerospace schon früher ).

Formal gilt was im Datenblatt steht, aber das ist bei Consumertantals meist recht knapp. Auszug Siemens 1985 Typen für "erhöhte Anforderung" in Plastikbecher, deshalb Angaben zur Lebensdauer:

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Sie sind nominell "schaltfest", man vgl aber die Definition dazu Seite 3 unten.

Höhere Nennspannung nehmen verbessert Zuverlässigkeit vgl. Seite 5.

Derating für Wechselspannung vgl Seite 1.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Wie wärs mit Sanyo OS-Con als Tantalersatz? Niederimpedant und hochbelastbar auf jeden Fall, und schaltfest anscheinend auch.Hab noch nicht gehört dass die Teile oft ausfallen würden.

Ansonsten gibts bessere Tantals, z.b. AVX TPS oder Kemet T510 die speziell auf Schaltfestigkeit optimiert sind wenn man was in der Standard-SMD-Bauform braucht.Für bedrahtetes siehe oben. Bei Neudesigns würde ich über Keramiks nachdenken.Prinzipiell sehr haltbar und belastbar, allerdings eben nur begrenzte kapazität/Spannung. Da tut sich allerdings noch einiges, ich hab noch ein paar Keramik-Muster von ca. '00 mit 10µ 16V in 1210...Heute gibts schon um die 100µ 10v in 0805...

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Robert Obermayer

Oha - das klingt sehr spannend! Danke für den Hinweis, da muß ich mal ein wenig forschen...könnte das Ende elektrolytischer Cs in vielen meiner Applikationen sein, ich mag die Dinger eh nicht. Oft schwer reproduzierbar im Verhalten, und etwas, äähm, spontan.

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Ralph A. Schmid, DK5RAS

  • Mechanisch grosse ( >1206 ) Vielschichtkondensatoren können beim Einlöten brechen wegen mechanischer Verspannung.
  • Preiswerte Kerkos grosser Kapazität sind meist aus Material wie Z5U die bezüglich Tempco, Spannung recht eigenwillig sind und eigentlich nur als Abblockkondensatoren gedacht waren. Für Analogschaltungen zweifelhaft.
  • Auch gutes Kerko-Material kann aufgrund piezoelekrischer Effekte bei mechanischem Druck bei Vibration zu Signalquelle werden.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Das ist bekannt, sowas repariere ich tagtäglich :)

Bei mir geht es vor allem um Wechselspannungskopplung für niedere Frequenzen bei bei niedriger Impedanz, dafür scheint mir das geeignet.

Ralph.

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Ralph A. Schmid, DK5RAS

Spannungsabhängige Kapazität a la Z5U ? Für Audio wärs nicht optimal.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Und der Effekt geht natürlich auch rückwärts. Da kann eine PWM zur Hintergrundbeleuchtung schon ziemlich laut in den Siebkondensatoren werden...

--
         Georg Acher, acher@in.tum.de
         http://www.lrr.in.tum.de/~acher
         "Oh no, not again !" The bowl of petunias
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Georg Acher

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