Häh, Tantal- und Keramik-Kondensator parallel geschaltet?

5. März 2009 von Patrick Schnabel

Parallelgeschaltete Kondensatoren findet man in der Schaltungstechnik nicht allzu häufig. Vor allem nicht, um bestimmte Kapazitätswerte zu erzeugen.

Und doch kann es vorkommen, dass man in einer Schaltung ein Tantal- (100µF) und ein Keramik-Kondensator (0,1 µF)  findet, die parallel geschaltet sind.

Es handelt sich dabei um Abblockkondensatoren. Sie sollen verhindern, dass sich bestimmte Frequenzen innerhalb einer Schaltung ausbreiten und das ganze Gebilde anfängt zu schwingen.

Warum man jetzt ausgerechnet zwei davon nimmt hat folgenden Grund: Einer ist sozusagen fürs Grobe und der andere fürs Feine gedacht. Kleine Kondensatoren sind wunderbar für hohe Frequenzbereiche (mit kleiner Amplitude) geeignet. Große Kondensatoren dagegen eignen sich, um die Reste von tiefen Schwingungen (z. B. 50 Hz) zu blockieren. Elektrolytkondensatoren, egal ob Tantal oder Aluminium, sind besonders geeignet, weil die Bauart (im Vergeleich) eben sehr klein ist. Durch die Funktionsweise dieser Kondensatoren sind diese zu träge für den höheren Frequenzbereich.

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Austausch eines Elektrolyt-Kondensators

10. Februar 2009 von Patrick Schnabel

Ein Aspekt, der beim Austausch eines defekten Elektrolyt-Kondensators kaum beachtet wird, ist dessen Nennspannung. Weil gerade kein passender Typ vorhanden ist, wird mal eben geschwind ein Elektrolyt-Kondensator mit einer höheren Nennspannung verwendet.

Und, ist es sinnvoll beim Austausch eines Elektrolyt-Kondensators einen andere Elektrolyt-Kondensator mit einer höheren Nennspannung zu verwenden?

Dazu muss man folgendes wissen: Elektrolyt-Kondensatoren arbeiten am besten bei 75% ihrer Nennspannung. Wenn sie mit voller oder fast voller Nennspannung arbeiten, dann steigt der Leckstrom an und somit auch die Entlade-Strom-Verluste. Sie befinden sich ja fast vor dem Durchschlag. Das verkürzt die Lebensdauer des Kondensators erheblich.

Es ist jedoch noch viel schlimmer, wenn man den Elektrolyt-Kondensator nur bis zu einem Bruchteil der Nennspannung betreibt. Um den Oxidfilm auf dem Aluminium aufrechtzuerhalten, ist eine geringe Menge an Leckstrom erforderlich. Der Tritt aber nur im oberen Drittel der Nennspannung auf.

Deshalb gilt, beim Austausch eines defekten Elektrolyt-Kondensators auf die Betriebsspannung und die Nennspannung achten. Der Kondensator arbeitet am besten, wenn die Betriebsspannung etwa 75% der Nennspannung beträgt.

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Schwitzender ELKO

30. Juni 2008 von Patrick Schnabel

Die Bezeichnung “schwitzender ELKO” kommt daher, weil ein ELKO, der deutlich über dem Grenzwert seiner Betriebsspannung oder falsch herum gepolt betrieben wird, heiß wird. Das Elektrolyt beginnt zu kochen. Aufgrund der Gasbildung bricht das Gehäuse des ELKOs auf und das Elektrolyt tritt heraus. Man könnte meinen, der ELKO würde schwitzen. Begleitet wird das von einem leisen Zischen.

Manchmal tut es auch einen lauten Schlag, dem Funken, eine Menge Qualm und ein beisender Gestank folgen. Je nach Größe des ELKOs verteilen sich seine Innereien (Papier und Folie) in der Umgebung. Zurück bleiben die Anschlussbeine, das leere Gehäuse und der Gummipfrofen. Die Leiterplatte ist in der Regel mit deutlichen Explosionsspuren gekennzeichnet. War der ELKO auf der Leiterplatte ungeschickt platziert, können dabei auch nebenliegende Bauteile in Mitleidenschaft gezogen worden sein.

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Aluminium-Folie im Elektrolytkondensator

5. November 2007 von Patrick Schnabel

Durch eine Aufrauung der Aluminium-Folie im Elektrolykondensator würde sich eine größere Oberfläche ergeben und dadurch eine größere Kapazität erreichen lassen. Doch das hat wiederum Nachteile für die Anwendungen. Die Spannung und Kapazität erzeugen einen Stromfluss, der über den frequenzabhängigen Verlustfaktor eine Verlustleistung erzeugt. Die Verlustleistung wird in Wärme umgewandelt. Damit die Eigenerwärmung des Elkos nicht zu sehr steigt, müssen die Kondensatorbeläge groß sein und eine gute Wärmeabfuhr haben. Eine Aufrauung ist in diesem Fall nachteilig. Es entsteht ein Wärmestau. Der Elektrolyt würde anfangen zu gasen. Die Betriebstemperatur hat erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer. Je wärmer, desto kürzer leben die Elektrolytkondensatoren. Aus diesen Gründen hat die Aluminium-Folie eher eine glatte Oberfläche mit einer Oxidschicht.

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