THEMA: Elko kaputt oder nicht... wie kann ich es prüfen?

Hi !

Oh man das ist schon solange her, aber ich fange mal an optisch sehen sie ja noch gut aus und eine Verpolung schließe ich aus sonst hätten sie, schön wie Silvesterknaller geknallt.

So jetzt zur etwaigen Lösung, auslöten und prüfen ob sie Durchgang haben.
Eigentlich solange bis sie sperren bzw, vollgeladen sind, dann dürfte kein Strom mehr fließen.

Nur weiß ich es leider nicht mehr ob in beiden Richtungen Elkos durchlässig sind.

http://multimetertests.de/kondensator-messen-mit-multimeter/

Gruß Thomas

Moijn,

Elkos können diverse Schäden bekommen, die sich auch jeweils unterschiedlich nachweisen lassen:

1.) Verlust der Kapazität, meist schon allein durch Alterung hervorgerufen. Dabei geht das Elektrolyt chemisch kaputt und die Dielektrizitätskonstante wird geringer und damit die Ladung, die man zwischen den "Platten" speichern kann.

2) Verlust der Kapazität durch Durchschläge. Hier kommt es zu räumlich begrenzten Kurzschlüssen zwischen den Polen, die Folien brennen dabei regelrecht ab. Da aber viele Elkos "selbstheilend" sind, wird einfach die durchgeschlagene Stelle durch Zusätze im Elektrolyt "weggeätzt", der Kurzschluß verschwindet, aber die Fläche der "Platten" ist jetzt kleiner. Zudem erhöht sich die Geschwindigkeit der Selbstentladung, da an den Stellen das Elektrolyt leitfähig wird.

3) Hohe Selbstentladung durch gealtertes Elektrolyt. Hier wird mit der Zeit einfach das Elektrolyt leitfähiger und der Kondensator entlädt sich schneller selbst.

4) Erhöhung des Innenwiderstands. Auch die leitfähige Folie kann auf Dauer "schlechter" werden. Dadurch erhöht sich der Widerstand in den Folien und die Maximalströme am Kondensator sind kleiner. Ist für Elkos aber nur selten ein Thema, da Elkos i.d.R nicht "schaltfest" sind und somit ohnehin nicht für hohe Ströme gebaut werden.

5) Verringerung der Spannungsfestigkeit. Es kann sein, daß ein Kondensator mit der Zeit bereits bei kleineren Spannungen durchschlägt ( Kurzschluß, ggf. selbstheilend ).

6) dauerhafter Kurzschluß. Na ja, dazu braucht man nicht viel sagen

Für die Praxis:

Wenn aus einer Reihe von Kondensatoren einer einen Defekt aufweist, kann man getrost alle anderen mit entsorgen, denn die werden sich auch bald genauso verhalten. Beim Preis der Dinger lohnt sich ja eigentlich schon aufwendiges Messen nicht.

Messen:
1)
Mit einem passenden Digitalmultimeter kann man die Kapazität der Elkos messen. Das ist schon mal eine Hausnummer. Nachteil: Das DMM benutzt nur sehr kleine Spannungen. Eine Erniedrigung der Durchschlagsspannung kann man so nicht messen.

2)
Einfach auf Sollwert aufladen ( Das ist immer deutlich unter der Spannung, die drauf steht! ) und eine Zeit warten. Kurz wieder die Spannung messen, wieder warten, Spannung messen usw. Achtung: auch das Messen selbst entlädt den Kondensator! Entlädt sich der Kondensator nach einer längeren Pausenzeit deutlich selbst, gehört er auch in den E-Schrott.

3) Beim Laden auf Zielspannung ( nicht Nennspannung! ) kann man auch mal schauen, ob dann bei voller Ladung kein weiterer Strom in den Kondensator fließt. Dazu muß man dann den Meßbereich auf wenige mA/uA schalten, damit man was sieht. Bei mA ist eigentlich schon keine Hoffnung mehr

Innenwiderstandsmessung ist mit Hausmitteln eher nicht zu machen.

Für eine "Schaltanwendung" für Weichenantriebe sind Elkos übrigens nicht gemacht. So manche Schaltung mutet den Elkos dabei zu viel zu. Elkos können i.d.R. keine hohen Ströme vertragen und reagieren mit Selbstzerstörung, wenn man sie oft zu "hart" lädt oder entlädt. Für solche Anwendungen gibt es extra Typen, die "schaltfest" sind. Die "normalen" werden typischer Weise ja in Glättungsschaltungen verbaut, wo die Ströme niedriger und eher periodisch konstant sind.

Gruß
Klaus

Danke für die Antworten... dann habe ich ja wieder etwas zum herumbasteln. Nebenbei noch was dazugelernt.

Danke und Gute Nacht

PS: es geht mir nicht um die paar Cent für die Elkos, im Zweifel neu kaufen. Aber ich habe auch etwas gegen Verschwendung wenn's nicht not tut

Früher ist man davon ausgegangen das 1000 uf pro 1 Ampere reichen. Da die Elkos wie ja schon die Kollegen aufgeführt haben, nicht für hohe Ströme ausgelegt sind, fang mal bei 3300 uf und nimm Schaltfeste Typen - dann haste eigentlich Ruhe.

Gruß, Michael

Hallo Exitus,

25V finde ich etwas knapp.
Du hast je 5x1000µF parallel geschaltet, hast also 5000µF.

Du kannst die Kondensatorbank oder auch einzelne Kondensatoren mit einem Widerstand prüfen. Die Zeitkonstante tau = RC. Hast Du einen Widerstand von 1kOhm, ist bei Dir tau=5s. D.h., in 5 Sekunden fällt die Spannung am Kondensator auf 63% des Startwerts. (Der Innenwiderstand des Digitalmulitmeters ist im Megaohmbereich und kann vernachlässigt werden.

Du lädst Deine Kondensatorbank auf, nimmst die Spannungsquelle weg und beobachtest, wie die Spannung abfällt. Nach 5tau, also 25 Sekunden sollte nur noch 1% der Spannung anliegen.

Testest Du einen einzelnen Kondensator, ist tau natürlich kleiner. Nimm also 4,7kOhm und Du hast etwa den selben Wert.

Ich kann mir übrigens nicht vorstellen, dass man einen Elko mit einer Weiche töten kann. Ich vermute eher, dass da eine Deiner Leitungen überlastet wurde. Andererseits, in letzter Zeit kommt aus China immer mehr Elektronikschrott herüber. Ich habe einen Bericht gelesen, in dem ein Kondensator einen spannungsabhängig fallenden Innenwiderstand hatte, der ließ sich einfach nicht auf über 10V laden...

Wenn ein Kondensator Auffälligkeiten zeigt, austauschen. Wenn er nämlich platzt, ist das extrem unangenehm: Alles voller Konfetti und stinkt wie Sau.

Also einfach mal an Deiner Kondensatorbatterie bzw. an den Einzelkondensatoren die Ladespannung messen und die Zeitkonstante prüfen.

Grüße
Zwengelmann

Aber ganz sicher!

Die Weiche ist mal elektrisch gesehen eine Spule. Und was passiert wenn man eine Spule und einen Kondensator verbindet? Man hat einen Schwingkreis! Das wäre nicht weiter schlimm, wenn die Elkos bipolar wären, sind sie aber nicht.

Was passiert:
Die Elkos schieben ihren Strom in die Spule. Spulen lassen den Strom nur langsam ansteigen, ein Magnetfeld baut sich auf. Der Kondensator entlädt sich, das Magnetfeld der Spule fängt nun an den Stromfluß weiter aufrecht zu halten. Auch wenn der Kondensator leer ist, "saugt" die Spule weiter. Der Kondensator liefert weiter Strom, auch wenn er leer ist und wird nun "negativ geladen". Der Elko stirbt recht schnell!

Also: Wenn man Unipolare Kondensatoren an Weichen anschließt, braucht es schnelle Freilaufdioden!
Siliziumdioden taugen da nicht, schon bei -0.56 Volt würden die Elkos leiden. Also braucht es mindestens eine Schutzdiode am Elko und die Freilaufdiode, um sicher die negative Ladung zuverhindern.

Da nächste Problem ist die Endabschaltung. Die erfolgt bekanntlich mechanisch und ist sehr unsauber. Da hier quasi eine Zündspule aktiv wird, die über ein schlampigen Kontakt geführt ist, kann durchaus auch mal reichlich Spannung an den Kondensator gelangen. Da Elektrolytkondensatoren vergleichsweise hochohmig sind, können sie die Spannungsspitzen nicht mit ihrem Strom filtern. Das kann zum Durchschlagen führen. Da würde nur eine Schutzbeschaltung mit RC Glied helfen, wobei dieses C deutlich niederohmiger und bipolar sein muß. Entsprechende Endstörkondensatoren also möglichst nah an der Weiche einbauen! Baut man die an die Elko-Bank, zieht man die Endstörströme durch das ganze Kabel und hat dann eine prima Antenne gebaut. HF-Störungen sind dann das Ergebnis.

Einfach ist ja immer schön, aber in der Praxis verkürzt es nennenswert die Lebensdauer der Bauteile. Und da hilft kein Gejammer über China-Zeug. Da ist einfach die Schaltung falsch!

Also: Schutzdiode + Freilaufdiode und RC Glied zur Eliminierung von Spannungsspitzen der Endabschaltung!

Und ja, 25 Volt... ich würde da mindestens auf die nächste Stufe gehen, wenn nicht wirklich Platzgründe dagegen sprechen.

Gruß
Klaus

Hallo Hans Jürgen,

ein ganz anderer  Vorschlag.
Ich betreibe meine Matrix über Reed Kontakt.
Nach dem Reed steuere ich über einen Darligton Transistor, der bis 4 A schalten kann die Weichenstraße an. Bei 10 Gleise also 10 mal die gleiche Schaltung.
Der Darligton wird mit einem 560 Ohm Widerstand an der Basis angesteuert. Das ist alles, nur 2 Bauteile nach dem Reed und dann zur Matrix.

Kondensatorprüfung:
Über Widerstand aufladen. Messgerät auf Spannung einstellen und parallel zum Kondensator schalten.
Über Widerstand den Kondensator entladen, Messgerät beobachten.
Geht die Spannung langsam zurück ist der Kondensator in Ordnung.

Viele Grüße
Enrico

Oh weh... Nimm's bitte nicht persönlich, aber das ist ein ziemlicher Unsinn.

Grüße
Zwengelmann

Wenn das alles Blödsinn sei, warum machen es andere dann auch so?

http://www.talkingelectronics.com/projects/CDU-2/CDU-2.html

Man beachte die 2 Dioden hinter dem Kondensator. Eine als Freilaufdiode, die andere um sich auch der restlichen 0.56V zu entledigen, die trotz Freilaufdiode übrig bleiben würden.



Doch! Spamfilter ergänzt!

Wenn man keine Argumente hat einfach Behauptungen mit Unverschämtheiten in den Raum stellt, dann nehme ich, wie andere auch, das persönlich. Ich bin ja immer um fachliche Diskussionen bemüht, wo jeder etwas lernen könnte. Aber eine Unfugsbehauptung ist etwas zu final.

Gruß
Klaus

Hallo Klaus,

dann halt etwas ausführlicher:
- Schwingkreis: Nicht überall, wo es ein L und ein C gibt, hat man einen Schwingkreis. Du hast nämlich den Innenwiderstand der Spule vergessen. Es handelt sich wenn überhaupt um einen stark bedämpften Schwingkreis. Ohne Endabschaltung wird der Strom durch den Innenwiderstand begrenzt, er nimmt exponentiell ab bis der Kondensator leer ist. Du kannst ja gerne mal ein Oszillogramm Deines Schwingkreises zeigen...
- In der Praxis wird mittels eines Tasters geschaltet. Die Dauer des Stromflusses wird begrenzt durch die Dauer des Drückens bzw. bei einer Endabschaltung, bis die Weiche umgeschaltet hat. Nur ist die Weiche dann galvanisch vom Kondensator getrennt. D.h., die Gegen-EMK sucht sich ihren Weg, kommt aber nicht bis zum Kondensator.
- Womit wir bei der "Zündspule" wären. Die Gegen-EMK kann, wie Du richtig schreibst, von einer Freilaufdiode abgebaut werden. In diesem Fall fließt der ursprüngliche Spulenstrom einfach weiter, bis das Magnetfeld abgebaut ist. Das geht sehr schnell, i.W. begrenzt nur der Innenwiderstand der Spule den Strom. Die Restspannung baut sich bis auf 0 ab.
- Sollte die Gegen-EMK nun doch "irgendwie" (galvanisch getrennt, s.o.) bis zum Kondensator gelangen, glaubst Du wirklich, das bisschen Energie könnte den Kondensator, der ja permanent geladen wird umpolen? Vor allen Dingen brauchst Du gar keine Freilaufdiode, denn der vorgeschaltete Gleichrichter enthält ja wohl auch Dioden, eine bis vier, die zufällig in die richtige Richtung geschaltet sind. Mal's Dir mal auf.
- Siliziumdioden sind langsam. Wenn man Hochfrequenzanwendungen betrachtet. Im Zusammenhang mit einer Freilaufdiode an einer Weichenspule ist so eine Behauptung jedoch "etwas" übertrieben.

Sorry, es ging mit dem "Schwingkreis" los und wurde immer wilder. Konstruktiv gerne, da bin ich auch dabei. Aber das war definitiv nichts tiefgreifendes.

Jetzt zu der genannten Schaltung: Die hat einen ganz anderen Zweck. Es handelt sich um einen elektronischen Endabschalter für Spulen ohne Endabschaltung. Das ist etwas gänzlich anderes und ich frage mich, warum Du das hier in diesem Zusammenhang bringst. Das hat weder etwas mit der ursprünglichen Fragestellung zu tun, noch hilft es, Deine Theorien zu untermauern. Natürlich gibt es DIESE Schaltung. Aber sie hat einen ganz anderen Zweck. Lies Dir vielleicht einmal die Beschreibung durch.

Grüße
Zwengelmann

Hallo

Im Grunde benötigt man ein ESR (Ersatz-Serien-Widerstands) Messgerät, um überhaupt eine vernünftige aussagekräftige Aussage zu erhalten, ob der Elko defekt ist oder nicht. Nur wer gibt dafür schon 100€ aus, nur die es mehrmals benötigen.

Was leider stimmt, ist das Elkos nicht gerade gerne "stoßartige" Belastungen mögen. Da meist dann auch noch am Elko gespart wird, ist dies ein Bauteil, das reihenweise gerne in elektrischen Geräten ausfällt.
Wenn wir hier von ein Bauteil für wenige Euros sprechen und von elektrischen Geräten, die einige tausend Euros kosten, kann man sich ein Bild davon machen, welcher zusätzliche Umsatz da generiert wird. Dennoch bietet die Industrie spezielle Elkos an, die hohe Ripple Current aushalten und dazu einen geringen ESR haben.

Gerade solche Typen, würde ich in solche "Strömbänke" einbauen, wobei wir hier von einen Stückpreis von etwa 0,50€ sprechen. Ein solcher Typ ist zum Beispiel der Panasonic Serie FR Typ A.

Mein Tipp wäre:

A.) Elkos tauschen gegen sehr hochwertige
B.) Umbau auf stromstarkes Netzteil (was auch gerne mal kurz im Überlastbereich mit Monitorfunktionen gefahren werden kann) mit Weichenfolgeschaltung

Gruß