Siebelkos testen?

Hallo, ich habe am Wochenende einige als defekt gekennzeichnete SNTs ausprobiert und bei über der Hälfte taube Kondensatoren auf der Niederspannungsseite gefunden. Ich habe dann einen Kondensator gleicher Bauform aus ausgeschlachteten Netzteilen testweise hingehalten, bis die Siebwirkung OK war. Gibt es eine einfache Meßschaltung, um solche Kondensatoren auf ihre Siebwirkung hin zu testen? Bei 50Hz ist von Ausnahmen abgesehen, die gar keine Kapazität mehr hatten, die Siebwirkung nicht merkbar schlechter. Ist ein Test mit einem funktionierenden SNT ausreichend?

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Peter Heitzer
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Peter Heitzer schrieb:

Um Elkos zu testen, sollte man die Kapazität ermitteln, den Leckstrom und bei SNTs den ESR. Es kommt drauf an, wie genau man es wissen will bzw. muss. Für jede Messung gibt es eine passende Messschaltung. Ich verwende eine RLC-Messbrücke der US Armee, die Elkos mit bis zu 500V beaufschlagt, den Leckstrom anzeigt und den Innenwiderstand über einen eingebauten

1kHz-Generator ermittelt. Das ist eine ziemlich universelle Lösung für einen weites Einsatzgebiet.

Ich sage mal: Nein. Der Test sagt nur, dass der momentane Gesundheitszustand des Elkos ausreicht, das Netzteil irgendwie ans Laufen zu bringen. Auch wenn alle Ausgänge mit Nennlast belastet sind und maximal den vom Hersteller spezifizierten Ripple ausweisen, könne die Elkos trotzdem nur noch die halbe Kapazität aufweisen.

Gruss Udo

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Udo Piechottka

: Peter Heitzer schrieb:

:> Hallo, :> Gibt es eine einfache Meßschaltung, um solche Kondensatoren auf ihre :> Siebwirkung hin zu testen? Bei 50Hz ist von Ausnahmen abgesehen, die :> gar keine Kapazität mehr hatten, die Siebwirkung nicht merkbar :> schlechter.

: Um Elkos zu testen, sollte man die Kapazität ermitteln, den Leckstrom und : bei SNTs den ESR. Letzteres scheint wohl am kompliziertesten zu sein. Die Kapazität eines nicht funktionierenden Kondensators habe ich mal grob mit einer

10 mA Konstantstromquelle ermittelt und den Nominalwert in etwa erreicht. Leckströme spielen hier natürlich auch stark eine Rolle. Durch Vergleich mit der Zeit zum Entladen mit Konstantstrom sollte sich aber eine brauchbare Aussage finden lassen. Wenn tAufladung nahezu tEntladung bei jeweils konstantem Strom ist, sollte der Kondensator doch bzgl. seiner Kapazität i.O. sein.
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Peter Heitzer

Hier ist eine Methode beschrieben:

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Gruss, Stefan

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Stefan Becker

Eine vergleichsweise elegante Methode geht mit einer handelsüblichen Soundkarte und mehr oder minder viel externer Elektronik. In der Sparversion reicht einfach ein Widerstand und eine Batterie, Rref, und sonst nichts - vorausgesetzt, die Soundkarte hat noch einen eingebauten Verstärker. (Im prinzip tut es auch eine Stereoanlage, aber die Masseführung ist in dem Fall problematisch. Außerdem muß man aufpassen, ) Also:

Line-Out (R) -----+ | UUU Spannungsquelle, ca. 1,5V UUUUU (+) | +----- Line In (R) | RRR R R RRR | +----- Line In (L) | CCCCC (+)

CCCCC | GND -----+----- GND

Line-Out krigt im einfachsten Fall Rauschen. Man berechnet dann

Z(f) = FFT(L) / FFT(R-L) * Rref (Elementweise, komplexe Division)

und

ESR(f) = re(Z(f)) (Realteil von Z)

ESC(f) = -1 / (2*Pi*f*imag(Z(f))) (Imaginärteil)

Das ganze mit gnuplot über der Frequenz auftragen und fertig.

Das geht erstaunlich gut, solange das ermittelte Z in der gleichen Größenordnung wie Rref liegt. Bis +/- zwei Zehnerpotenzen Unterschied klappt es bei mir, allerdings mit etwas besserer Elektronik (Differenzverstärker), auch noch wirklich gut.

Meßzeit ca. 1 s (bei FFT size 32768 und 48kHz auf der Soundkarte) und man sieht dem Bild sofort an, ob der Elko (noch) was taugt und welche Kapazität er hat.

Um das Rauschen zu minimieren kann man:

- ein "künstliches Rauschen" verwenden, das durch inverse FFT aus einem Sollsignal gewonnen wird. Sollsignal: Amplitude 1, Phase random. Die Aussteuerung/Lautstärke muß halt nacher so gemacht werden, daß nichts übersteuert. Da dieses Rauschen zyklisch in der Zeit ist, kann man in der Folge mit FFTs /ohne/ Fensterfunktion arbeiten (muß nur die gleiche Länge sein, wie beim IFFT für's Rauschen.

- sich auf wesentliche Frequenzen beschränken. Wenn man die Amplitude für das Sollsignal nicht einfach auf 1 setzt, sondern nur einige, repräsentative Frequenzen auf 1 setzt und den Rest auf 0, wird das Ergebnis deutlich sauberer. Ich empfehle eine logarithmische Skalierung, die im unteren Bereich durchaus recht dicht sein darf. Die Frequenzen ohne Intensität im Referenzsignal muß man beim Plotten natürlich weglassen, sie werden nur Zufallszahlen enthalten.

[Ich werde, wenn ich dazu komme, das Verfahren einschließlich Software-Source mal auf meine Homepage stellen, damit kann man nämlich noch viel mehr anstellen.]

Marcel

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Marcel Müller

Hallo Peter,

Nicht nur bei den SNTs, ich habe gerade einen LevelOne-Switch wieder hinbekommen, dessen Betriebsspannung total versaut war. Aber nicht die Elkos vom SNT, sondern von den 3,3V-Linearreglern waren faul und die Regler haben munter geschwungen.

Mit DC vorspannen, 100kHz Wechselstrom drüberleiten und Spannungsabfall messen.

Siegfried

--
http://www.schmidt.ath.cx
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Siegfried Schmidt

Also bei 100kHz muß man schon allmählich aufpassen, daß man keinen ESL mißt. Außerdem sollte man auch den Kapazitätsverlust (ESC) bei hohen Frequnzen nicht unterschätzen. Aber so im Groben klappt das schon.

Marcel.

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Marcel Müller

Siegfried Schmidt wrote: : Hallo Peter,

:> ich habe am Wochenende einige als defekt gekennzeichnete SNTs :> ausprobiert und bei über der Hälfte taube Kondensatoren auf der :> Niederspannungsseite gefunden.

: Nicht nur bei den SNTs, ich habe gerade einen LevelOne-Switch wieder : hinbekommen, dessen Betriebsspannung total versaut war. Aber nicht die : Elkos vom SNT, sondern von den 3,3V-Linearreglern waren faul und die Regler : haben munter geschwungen. Das kenn ich auch von Steckernetzteilen für Mini Hubs. Ich habe schon einige durch Austausch des Siebelkos wieder in Gang gebracht.

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Peter Heitzer

Es gibt zwar keine einfache meßschaltung, aber einige mit vernünftig geringem Aufwand.

Mit ca. 80 euro nicht billig, aber ausgereift:

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Ist EC, also keine Zölle wie bei der Originalvertriebsstelle in australien oder USA

Der Bausatz funktioniert gut, basiert auf der Schaltung von Bob Parker.

Wenn Du soviel nicht ausgeben magst für ein praxistaugliches Meßgeraet, bleibt noch der Selbstbau. Google in sci.electronics.* nach "ESR, octopus, meter, schematic" bzw. "curve tracer". Es kommt aber, wenn Du alles kaufen musst, auc hnicht preiswerter und ist nicht so handlich wie das Parker -Gerät.

Letzlich ist es so, wie es auch die übrigen Poster schreiben: Du nutzt einen 100kHz Generator, sollte schon mind. 1 Watt Leistung (besser

10) haben bei 100 bis 10000 uF Elkos. Und nimmst die Strom/Spannungskennlinie Deines SNT-Elkos auf (Scope, dynamischer Test).
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TekMan

Sorry aber einen 10000 uF Elko mit 100 kHz messen zu wollen ist kompletter Unsinn. Die Impedanz wäre so klein, dass der Strom rein durch die Zuleitungen bestimmt wird.

Geeignete Frequenz wäre wohl eher 100 Hz oder einfach eine Messung über die Ladestromkennlinie.

Ausserdem ist es nicht notwendig, ESR usw zu bestimmen. Ob der Kondensator für eine Anwendung geeignet ist, kann man aus dem Datenblatt feststellen. Wenn die Kapazitätsmessung ok ist, ist der Kondensator in Ordung und dann werden wohl alle anderen Parameter auch noch stimmen.

Georg

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Georg Meister

Schaltnetzteile haben idR keine 10.000uF, aber 100kHz.

Die 10.000uF haben ein derart hohes ESR, daß die Siebwirkung mitnichten gut ist.

SNT mit 100Hz?

Achso.

Wenn Du meinst... Meine Devise bei nicht funktionierenden SNT: Nicht messen, tauschen!

Bernd

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Bernd Laengerich

"Georg Meister" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@uni-berlin.de...

Was heisst wohl ESR ?

Nicht Kapazitaet, nicht Impedanz, sondern realer Widerstand (ebenso wie die Widerstand deiner Zuleitungen).

Die Impedanz kann bei 100kHz mit 0 angnommen werden, was uebrig bleibt ist der ESR (und die Wirkungen des ESL auf den Messstrom).

Das sollte auch gemessen werden.

?!? Wofuer ? Geeignet ist, ihn unter realen Bedingungen zu testen, und 100kHz sind bei einem Schaltnetzteil nicht so unpassend.

Ist er Siebelko im 50Hz Netzteil, waeren 100Hz angemessen, ja.

Dient er als Zeitgeber, dann ist ausnahmsweise die Ladekennlinie angemessen,

Au weia. Sicher gibt ein Datenblatt einen ersten Anhaltspunkt, aber nur messen ueberzeugt, Paier ist geduldig

Sich dich vor, das du im Leben nicht all zu oft enttaeuscht wirst.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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MaWin

Demnach nur 68 Euro fertig gebaut inklusive Versand. Guter Preis.

Bernd

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Bernd Laengerich

Bei den Wandwarzen heizt sich ja auch alles schön gegenseitig. Oft ist allerdings ein halber Container voll von den Dingern billiger als die Kondensatoren zu tauschen.

Bernd

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Bernd Laengerich

Ja. Hab auch nichts anderes behauptet.

Lies doch mal auf welches Posting ich mich beziehe. Dort ist die Rede davon, dass man zur Messung von 100 bis 10000 uF Kondensatoren einfach einen Frequenzgenerator mit 100 kHz anschliessen soll und mit einem Oszi die Kennlinie anschauen soll.

Und das ist Unsinn.

Ein typischer low-ESR Kondensator in dieser Grössenordnung hat eine ESR-Impdeanz von etwa 20 mOhm, die Wechselstromimpedanz von 10000 uF bei 100 kHz ist aber < 0.2 mOhm., d.h. der Strom wird bei dieser Frequenz NICHT durch den Kapazitätswert sondern rein durch die ohmschen Serienwiderstände bestimmt. Ergo kann man den Kapazitätswert so auch nicht bestimmen.

Eben nicht. Siehe oben.

Es hat schon einen Grund, dass 10000 uF in SNT unüblich sind.

(abgesehen davon will man einen KLEINEN ESR-Wert)

Es geht nicht um SNT sondern darum, wie man den Kapazitätswert MESSEN kann.

Der typische Fehlermechanismus eines Elektolytkondensators ist ja wohl, dass er austrocknet, was sich sofort ein einer Kapazitätseinbuße bemerkbar macht.

Da geb ich dir allerdings recht.

Georg

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Georg Meister

Das von TekMan, welcher die Messung des ESR mittels 100kHz-Generators beschreibt.

Bitte was ist daran Unsinn, den Spannungsabfall über den Kondensator bei eingeprägtem Strom mittels Oszi zu messen?

Es ging ja gerade um die ESR-messung, da davon ausgegangen werden muß daß sich gerade dieser Wert in SNT-Anwendungen dramatisch verschlechtert. Das ist die Originalfragestellung, auf die TekMan antwortete.

Wo bitte möchte hier jemand die Kapazität messen?

? Dann ist Deiner Meinung nach ein 10.000uF im SNT gut?

Ja als Einzelkondensator. Statt 1000uF nimmt man lieber 5*220uF parallel. Je nach Strom könnten allerdings auch schon mal 10.000uF nötig werden.

Ach?

_Du_ willst die Kapazität messen, alle anderen den ESR. Die Kapazität kann jedes Multimeter hinreichend genau bestimmen.

Hmm, in SNT sind häufig Elkos, die statisch gemessen annähernd Nennkapazität haben, dynamisch aber unter aller Sau sind. Und Kapazitätsverlust kann man nur annähernd bestimmen wenn man weiß wie viel C der Elko fabrikfrisch hatte (Toleranz manchmal +50%/-20%).

Bernd

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Bernd Laengerich

:> Das kenn ich auch von Steckernetzteilen für Mini Hubs. Ich habe schon

: Bei den Wandwarzen heizt sich ja auch alles schön gegenseitig. : Oft ist allerdings ein halber Container voll von den Dingern billiger : als die Kondensatoren zu tauschen. Was mir allerdings widerstrebt, etwas wegzuwerfen, was mit geringem Aufwand zu reparieren ist. Den tauben Elko kann man mittels Messen der Brummspannung ohne und mit Nennlast in 1 min. detektieren.

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Peter Heitzer

Mir auch, aber die Nasen versuchen doch so n-mal einen halben cent daran zu verdienen. Fiesitäten wie verschweißte Gehäuse haben da Systematik. Und der Ersatz hält ja auch nicht lange: "Erstausrüster-Qualität" :-(

Bernd

--
   np: Allan Holdsworth - Road Games
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Bernd Laengerich

Der OP wollte doch wissen, wie er defekte von guten Kondensatoren unterscheiden kann.

Eine Messung bei 100 kHz ist m.E. dafür nicht geeignet. Ein defekter Kondensator hat in den allermeisten Fällen durch Austrockung eine reduzierte Kapazität. Die Serienwiderstände müssen sich nicht unbedingt stark ändern. Selbst wenn die Kapazität nur mehr 1/10 beträgt, kann die Impendanz eines

10000 uF Kondensators bei 100 kHz praktisch die gleiche sein. ebenso bei einem internen Kurzschluss.

Mir scheint es wichtig, die Kapazität direkt zu messen und das kann man bei einem 10000 uF Kondensator eben nur bei niedrigerer Frequenz oder über die Ladestromkennlinie.

Auch beim Hersteller werden die Kapazitätswerte von grösseren Elkos (auch low-ESR) bei ca. 100 Hz gemessen.

Misst du bei jedem Bauteil alle Parameter nach? Wozu gibt es denn Datenblätter?

Wichtig ist doch festzustellen, ob das Bauteil defekt ist. Und der aussagekräftigste Parameter bei einem Elko ist dafür die Kapazität.

Georg

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Georg Meister

Dann ist wohl eher aus Spargründen ein ungeeignetes Bauteil verwendet worden. Was soll denn das füer ein Fehlermechanismus sein, wo sich der ESR-Wert ändert und die Kapazität gleich bleibt?

Georg

Reply to
Georg Meister

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