Wie testet man Elkos ?

Hallo Stephan,
auch Kapazitäten kann man mit entsprechenden Geräten durchmessen.
Einige Multimeter bieten auch schon die Möglichkeit einer Kapazitätsmessung.
Es ist nicht unbedingt gesagt, das alte Elkos immer kaputt sind.
Im Gegensatz dazu kosten sie nicht die Welt und ob es da Sinn macht alte Dinger einzulöten, bleibt die Frage.

Gruß
Thorsten

Hallo Stephan,

Elkos altern. Insbesondere wenn sie sehr warm werden. Wie sehr sie altern, hängt vom Typ des Elkos ab. Es gibt ELKOS, die für hohe Temperaturen gefertigt sind.
Wenn Elkos altern, können sie ihre Kapazität verlieren, der Leckstrom kann sich vergrößern oder der Ersatzserienwiderstand wird größer (d.h. : Der Innenwiderstand des Elkos steigt). Meistens trocknen sie aus, weil das Siegel (unterer Verschluß, der den Becher und die Anschlußdrähte abdichtet, undicht ist.

Natürlich kann man beispielsweise mit einem Multimeter nachmessen, ob der Elko seine Kapazität noch hat. Andere Parameter zu messen, wird mit Hausmitteln etwas schwierig.

Gruß
Norbert

Hausmittelchen:

Elko mit 50 Volt aufladen => Zung ranhalten.

(Meine Lieben Kinderinnen und Kinder, bitte nicht nachmachen, es reicht schon, wenn DUALIST sich seine Zunge verbrennt :D)

Grüßle
Flo

Also ich persönlich verwende grundsötzlich keine 08/15 Elkos aus der Bastelkiste. Da ist das Risiko einfach zu groß, "faule Eier" zu erwischen.
Wem mal ein Riesenelko in der Bide explodiert ist weis ein Lied davon zu singen, wie lange man dannach noch Fetzten wiederfindet

Große Siebelkos wiederum lassen sich i.d.R. formieren, was Sinn macht, wenn man alte Röhrengeräte 101% wieder restaurieren möchte ohne alte Elkos auszuhöhlen oder neue "unsichtbar" parallelzulöten.
Zum Testen alter Kondensatoren auf Wiederverwendungsmöglichkeit habe ich mir mal aus gleicher Quelle den ISOTEST nachgebaut - ein wirklich praktisches Teil um die Überlebenschancen historischer Teile korrekt abzuschätzen.

---,,,---

Ich habs geschworen........ Ich sag nix!

Zitat

Original von genne
---,,,---

Ich habs geschworen........ Ich sag nix!

Watt'n Mist auch.

Norbert

hOLLA1

aLSO ICH WEI? NET; WAS IHR HABt. Meine Tastatur ist komisch heute.

Ich hab alte Platinen, die ich schon vor >15 Jahren vom Sperrmüll gerettet hab mit den tollsten Elkos, und immer, wenn ich irgendwas repariere oder eine Schaltung baue, müssen diese Uralt-Dinger herhalten.

Bisherige Ausfallquote: 0 %.

Es ist doch alles halb so wild. Werden die Elkos nicht gekocht, halten die auch.

Bin zwar kein Fachhändler und arbeite auch in keiner Elektrofirma, aber ich hab schon schon etliche Geräte repariert, aber wenn es mal ein Elko war, dann wegen Hitze (z.B. neuere Philips-Fernseher, allg. Videorecorder-Netzteile und billige SAT-Receiver-Netzteile, No-Name-Fernseher). Ansonsten laß ich die Dinger drin bis zum Abwinken.

so, ich bin fix und fertig,. gjut nacht
Flo

Zitat

Original von Zivi
Hausmittelchen:

Elko mit 50 Volt aufladen => Zung ranhalten.

(Meine Lieben Kinderinnen und Kinder, bitte nicht nachmachen, es reicht schon, wenn DUALIST sich seine Zunge verbrennt :D)

Grüßle
Flo

Alles anzeigen

Hallo Flo,
das erinnert mich daran wie ich als ganz Junger öfters auf die Mülkippe gegangen bin, bei alten Röhrenradios die Elkos raus an 220V und Rumms, ach hat das Spass gemacht und ich lebe noch,..
Ach ja und letztens ist der Elko im Betonmischer explodiert, ich dachte erst die frisch gemauerte Wand wäre umgefallen, aber dann der Geruch und alles war klar!

Günni

Zitat

Original von Günni
das erinnert mich daran wie ich als ganz Junger öfters auf die Mülkippe gegangen bin, bei alten Röhrenradios die Elkos raus an 220V und Rumms, ach hat das Spass gemacht und ich lebe noch,..

Das wiederum erinnert mich an die Abteilung "Praktikatentest" im Elektronikladen: 10uF 10v mit Klepse verpolt an das regelbare Netzteil anschließen, Praktikant muss das Netzteil selbst hochdrehen und gleichzeitig versuchen mit dem explodierenden Elko eine Coladose abzuschiessen.

Natürlich ist sowas heute leider nicht mehr erlaubt

Hallo!

Man muß unterscheiden zwischen "NOS", also alten ungebrauchten Elkos und gebrauchten.
Gebrauchte Elkos zu verwenden lohnt in der Tat nur, wenn es dicke, teure Dinger sind oder Typen von besonderer Qualität -und dann muß man schon einige Punkte testen.

Die Kapazität von Elkos, die schon viele Jahre ungebraucht herumliegen, zu messen, hat wenig Zweck -die liegt eher zu hoch als zu tief, aus folgendem Grund:
Die Eloxalschicht auf der Alu-Anode wird bei Nichtgebrauch dünner. Da diese bei Elkos das Dielektrikum darstellt und praktisch den Abstand zwischen den Elektroden bestimmt, nimmt damit die Kapazität zu -aber die Spannungsfestigkeit ab.
Da setzt das schon erwähnte Formieren an -das wird im Prinzip auch bei neuen Elkos so gemacht. Liegt eine zu hohe Spannung an, fließt ein Strom, der bewirkt, daß die Eloxalschicht dicker wird (und damit die Kapazität abnimmt) bis die nötige Spannungsfestigkeit erreicht ist (ein gewisser Leckstrom fließt auch dann noch).
Alte Elkos sollte man also erstmal über einen geeigneten Vorwiderstand an ihre Nennspannung anschließen und dabei den Strom überwachen -ein Link zu einer Anleitung wurde ja bereits gepostet (ich gehe jetzt mal ohne Überprüfung davon aus, daß die taugt).

DANACH kann man dann die Kapazität überprüfen.

Bei gebrauchten Kondensatoren ist es am besten, wenn man ungefähr beurteilen kann, welchen Belastungen sie in ihrem Leben schon ausgesetzt waren.
Elkos aus direkter Nähe von Kühlkörpern oder Röhren lohnen das Auslöten ebensowenig wie solche aus der Sekundärseite von Schaltnetzteilen.

Das ist auch schon der Knackpunkt:
Wie hier bereits erwähnt wurde, leiden Elkos vorallem bei hohen Temperaturen. Diese können von außen kommen -oder auch von innen. Elkos sind mit Verlusten behaftet, wobei vorallem der äquivalente Serienwiderstand (neudeutsch: ESR = Equivalent Series Resistance) in Verbindung mit Lade- und Entladeströmen zu Verlusten in Form von Wirkleistung führt. Dabei wird der Elko also ebenso warm wie ein stromdurchflossener Widerstand.
Aus diesem Grund ist auch die beliebte Praxis, defekte Elkos grundsätzlich durch 105°C-Typen zu ersetzen, ziemlicher Quatsch: diese haben einen höheren ESR als Vergleichbare 85°C-Typen, werden damit auch wärmer und halten gerade NICHT länger. Außer eben in Anwendungen, wo vorallem die Erwärmung von außen das Problem ist.

Was bei der vielzitierten Austrocknung zunächst passiert, ist, daß die Leitfähigkeit des Elektrolyts abnimmt, welches im Elko die Funktion der Kathode übernimmt. D.h. der ESR nimmt zu. Passiert das in einem Elko mit hoher Wechselstrombelastung, steigt die Temperatur weiter und das Ende ist nah.
Die Kapazität nimmt dabei zunächst gar nicht unbedingt ab -deshalb ist diese auch von geringer Aussagekraft für den Erhaltungszustand eines Elkos. Kapazitätsverlust tritt MEISTENS (=fast immer -aber es gibt eben Ausnahmen) erst im Endstadium ein.

Was braucht man also, um einen Elko zu beurteilen:
-ein Netzteil mit ausreichender Spannung zum Formieren
-einen passenden Vorwiderstand (abhängig von der Kapazität und Spannungsfestigkeit)
-ein Amperemeter für kleine Gleichströme
-ein ESR-Meter
-der Vollständigkeit halber auch ein Kapazitätsmeßgerät
-Datenblätter ähnlicher Elkos, um die Werte (Leckstrom und ESR) zu vergleichen

Ein Isolationstester ist also eigentlich unnötig, weil er zum Formieren eh nicht taugt und man bei diesem Vorgang auch einen erhöhten Lecktrom feststellen kann.

Kapazitätsmeßgeräte sind in ausreichender Güte ziemlich güstig zu bekommen. Multimeter mit C-Bereich messen oft nur bis 200uF oder weniger und erfordern Kondensatoren mit langen Anschlußdrähten, die weit genug in die kleinen Schlitze reichen. Man findet häufig C-Meßgeräte bis 20.000uF unter verschiedenen Marken -das ist immer das gleiche Ding: LCD, Drehschalter für Meßbereich, rechts darüber kleiner Knopf zum Nullabgleich, unten zwei Schlitze wie an den Multimetern und darunter 4mm-Buchsen für kurze Meßstrippen mit Krokoklemmen. Preis liegt meist bei 30-35,-Euro. Ich habe so ein Ding mit Monacor-Logo schon seit 12 Jahren und bin sehr zufrieden.

ESR-Meßgeräte für Elkos gibt es in den letzten Jahren immer mehr. Bei ELV gibt es eines, das prima funktionieren soll.
Ich habe ein selbstgebautes. Hier gibt es die Anleitung als PDF (ca. 1,2MB):
http://www-public.tu-bs.de:8080/~y0008472/ESRmeter_1999.pdf

Probleme gibt es nur bei sehr großen und hochwertigen Elkos, da sich ein ESR <<100mOhm ebenso schlecht messen läßt wie ein normaler Widerstand dieser Größenordnung. Und bei Elkos, die normalerweise einen ESR von <10mOhm haben sollten, fällt auch ein deutlich höherer Wert nicht so schnell auf.
Wenn man soetwas messen will, braucht man ein ESR-Meter mit Kelvin-Leitungen, d.h. getrennten Anschlüssen für den Strom und den zu messenden Spannungsabfall. Käuflich gibt es soetwas nur als HighEnd-Gerät zu horrenden Preisen. Beim Selbstbau läßt sich das noch relativ leicht realisieren, wenn man sich etwas auskennt (allerdings nicht bei der Schaltung aus o.g. Link).
Im Normalfall geht es aber nur um eine grobe qualitative Beurteilung, da der ESR bei verschlissenen Elkos aufs mehrfache ansteigt.

Aus finanziellen Gründen ergibt die Verwendung alter Elkos also wenig Sinn, wenn man vorher sicher sein will, daß sie noch gut sind. Aber Elkos gibt es eben nicht am Kiosk um die Ecke und manchmal ist ja auch die alte Optik erwünscht. Dann lohnt es sich, etwas Mühe zu investieren. Oder -bei handzahmen Spannungen- einfach einen Elko aus der Kiste zu nehmen und in der Schaltung auszuprobieren.
ESR- und Kapazitätsmeßgerät sind vorallem bei Reparaturen sehr hilfreich, lohnen sich also, wenn man öfter mal defekte Geräte auf dem Tisch hat. Vorallem mein ESR-Meter würde ich nie wieder hergeben!

Viele Grüße
marsoman

@ andrebryx Gefaällt mir sehr gut der Praktikantentest

@ Marsomann RESPEKT!
Hier kann man sich wirklich weiterbilden
Grüße
Günni

Bei uns hieß das dann:

"Hier, fang!!"

Grüße
marsoman

Hallo marsomann,
willkommen hier im Forum.
Zu Deiner Elkoabhandlung möchte ich sagen: "So weit die Theorie".

In Praxis sieht die Welt jedoch etwas weniger schwarz-weiß aus, als Du es skizzierst. Insbesondere in Hinsicht auf den ESR und die Temperaturbereiche.

Ich habe mir einmal die Mühe gemacht und bei Rubycon (wahllos gegriffener Elkohersteller) in den Datenblattangaben gewühlt. Ergebnis zu "long life", 85° 105° 125° : Der tan(delta) ist in der Spannung 25V bei den meisten Elkotypen derselbe, nämlich 0,16. So gesehen hält der 105° Elko definitiv länger.
Hinzu kommt, daß nicht alle Elkos an I Ripple max betrieben werden. Für SNTs mag es zutreffen, nicht jedoch für banale Stütz- und Koppelkondensatoren. Bei einem Koppelkondensator interessiert mich im Regelfall der ESR nciht im geringsten, sondern hier interessiert der Leckstrom.

Benötige ich ein Netzteil das eine Kurzunterbrechung problemlos überbrückt, interessiert mich an erster Stelle eine große Kapazität, die im Regelfall so groß ist, daß der Elko niemals an IRipple max betrieben wird. Auch hier ist der ESR zweitrangig.

Zur Lagerung: Rubycon schreibt, daß durch lange Lagerung die Kapazität abnimmt.

Ich will mit diesen Worten sagen: Bei der Beurteilung, ob der (gelagerte oder gebrauchte ) Elko noch brauchbar ist, sollte man sich die Anwendung ansehen und danach beurteilen, ob der Elko in die Anwendung passt.

Um nochmal auf den ESR zu kommen: In einen SNT, in dem ich mit der Kapazität geize und denELKO an seinem Ripplegrenzwert betreibe, würde ich auch keinen 20Jahre alten Elko einsetzen. Dies ist aber eine Exremanwendung.

Gruß
Norbert

Zitat

Original von briegel

Ich habe mir einmal die Mühe gemacht und bei Rubycon (wahllos gegriffener Elkohersteller) in den Datenblattangaben gewühlt. Ergebnis zu "long life", 85° 105° 125° : Der tan(delta) ist in der Spannung 25V bei den meisten Elkotypen derselbe, nämlich 0,16. So gesehen hält der 105° Elko definitiv länger.

Der tan(d) wird bei den meisten Herstellern leider nur sehr pauschal in Abhängigkeit von der Spannungsfestigkeit angegeben -ich habe mal bei Nichicon nachgeschaut. Eigentlich setzt sich der Verlustwinkel -wenn man die Induktivität mal vernachlässigt- tatsächlich nur aus Kapazität und ESR zusammen, und wenn man sich überlegt, wie sich der ESR zusammensetzt, dann ist klar, daß der sich bei doppelter Kapazität nicht automatisch halbiert, weil er stark vom Formfaktor abhängt und einige konstante Faktoren (z.B. Anschluß) dazukommen.
Ich habe hier ein Datenblatt von BC, da kann man das schön sehen:
10.000µF/25V: 34mOhm
47.000µF/25V: 19mOhm
Also mehr als die Hälfte bei fast fünffacher Kapazität. Schon daran kann man sehen, daß die pauschalen Angaben für tan(d); keine genaue Auskunft über den ESR geben. Interessanter sind da schon die zulässigen Wechselströme, und da habe ich bei Nichicon in Datenblättern von Elkos vergleichbarer Qualität für 85°C-Typen um 25-40% höhere Werte gefunden als bei 105°C-Typen -bei i.d.R. kleinerer Bauform.
Natürlich wird ein 105°C-Elko bei 85°C Umgebungstemperatur höhere Ströme zulassen -aber das wäre ja auch ein Anwendungsfall, in dem ein solcher Typ unbedingt angezeigt wäre! Bei gängigeren 40°C sieht das dann eben wieder ganz anders aus.

Ich habe diesen Punkt auf den Austausch ausgefallener Elkos bezogen. Viele Reparateure neigen heutzutage eben dazu, einfach 105°C-Elkos einzubauen, ohne darüber nachzudenken -meist weil sie die Hintergründe nicht so genau kennen, z.T. aber auch, weil das Stadardprogramm vieler Lieferanten (z.B. Reichelt für den Bastler, Nedis für den Fernsehtechniker usw.) nichts anderes mehr bietet. Und dieses Standardprogramm umfaßt dann üblicherweise 105°C-Elkos des günstigsten Anbieters, das sind keine Low-ESR-Typen! Ein Fachhändler hier in Braunschweig (d.h. ein Händler mit Ahnung für Kunden mit Ahnung und Ansprüchen) hat mir diesbezüglich auch schon sein Leid geklagt.
Wenn ein Elko aber schon ausfällt, dann muß man eben auch mal einen Gedanken an die möglichen Gründe verschwenden, bevor man wahllos den nächstbesten Typen einbaut. Denn wenn der nächstbeste Typ gut genug wäre, dann wäre der Elko so schnell nicht ausgefallen.

Zitat

Hinzu kommt, daß nicht alle Elkos an I Ripple max betrieben werden. Für SNTs mag es zutreffen, nicht jedoch für banale Stütz- und Koppelkondensatoren. Bei einem Koppelkondensator interessiert mich im Regelfall der ESR nciht im geringsten, sondern hier interessiert der Leckstrom.

Das ist doch genau mein Reden: man kann nicht immer den nächstbesten Elko hernehmen.

Zitat

Um nochmal auf den ESR zu kommen: In einen SNT, in dem ich mit der Kapazität geize und denELKO an seinem Ripplegrenzwert betreibe, würde ich auch keinen 20Jahre alten Elko einsetzen. Dies ist aber eine Exremanwendung.

Ich habe ja auch nirgendwo behauptet, daß man nur Elkos mit minimalem ESR hernehmen sollte. Bei dem ganzen Gerede um den ESR ging es hauptsächlich um die Beurteilung des Erhaltungszustandes alter Elkos -also das eigentliche Thema dieses Threads.
Und dafür ist der ESR nunmal der beste Indikator -und nicht die Kapazität, wie es selbst erfahrene Fachleute häufig erzählen, weil sie sich einfach nie mit der Theorie befaßt und noch nicht das ESR-Meter als eines der wichtigsten Hilfsmittel für Reparaturen kennengelernt haben. Das ist keine Vermutung von mir, sondern praktische Erfahrung: ich habe schon etliche Elkos mit Nennkapazität ausgetauscht und damit die Geräte wiederbelebt.
Bevor ich mein ESR-Meter gebaut habe, habe ich immer die Kapazität gemessen und dabei den Elko mit Kältespray behandelt, das läßt gewisse Rückschlüsse zu, ist aber unglaublich ungenau und erfordert viel Erfahrung oder den Vergleich mit einem neuen Elko -dann ist der neue schneller gleich eingebaut...

Viele Grüße
marsoman

Moin!

Zitat

Original von DUALIST

Ich habe hier eine Tüte mit alten NOS Elkos und wollte daher wissen, ob man die noch verwenden kann. Die Frage wurde von mir auch eher gestellt wegen der Bequemlichkeit und nicht wegen der Kosten für neue Elko's. Warum schließlich neue kaufen und die Alten vernichten, wenn diese noch verwendbar wären ;).

Also werde ich neue kaufen, wenn ich die Werte benötige. Die Anschaffung der Geräte für den Elko-Test ist mir zu aufwändig :D.

Ups -dann ist das wohl nicht ganz rübergekommen:
Bei ungebrauchten Elkos reicht eigentlich das Formieren nach vorhergehender optischer Beurteilung. Wenn der Elko nirgendwo leckt und der "Gummistopfen" nicht rissig ist bzw. das Pertinaxplättchen nicht brüchig. dann hängt man den Elko über einen hochohmigen Widerstand und ein mA-Meter an seine Nennspannung und wartet, bis sich der Strom nicht mehr verändert -der Endwert sollte natürlich auf einem sehr niedrigen Niveau liegen, da kann man sich ja am Isolationswiderstand aus aktuellen Datenblättern orientieren und davon ausgehen, daß früher nicht wirklich alles besser war...

Zitat

In den Netzteilen meiner Videorecorder habe ich übrigens letztens alle 85° und 105° Grad Elkos einheitlich durch 105° Grad Typen ersetzt, da es dort recht heiss wird. Das waren dann 9 Elkos pro Netzteil, aber jetzt funzt wieder alles :].

Videorecorder sind da ein ganz klassischer Fall: Das Netzteil steht meist aufrecht hinterm Laufwerk und ist 24/7 in Betrieb. Das sind schon nach einem Jahr über 8000 Betriebsstunden! Bei Nenntemperatur sind einfache Elkos oft nur für 3000h spezifiziert.
Allerdings ist ein gefühltes "recht heiß" meist gar nicht so schlimm...

Da diese beiden für den Privatmann die üblichen Quellen sind:
Bei Reichelt ist die Elko-Auswahl ja recht begrenzt, aber Conrad hat auch 105°-LowESR-longlife-blabla-Elkos im Programm, nur werden die eben nicht im Consumer-Katalog abgedruckt (da wird das Bauteile-Kapitel ja immer dünner...). Außer im Business-Katalog findet man die AFAIK aber auch online.

Viele Grüße
marsoman