Nog een vraag over de Voedings Elco. (Techniek Radio/TV)

door John Hupse † , Schoonhoven, 17.12.2016, 19:59 (2902 dagen geleden) @ Maarten Bakker

Ik denk dat ons meningsverschil zit in het bereiken van de maximale temperatuur. Dit gebeurt in elk geval bij moderne apparaten absoluut niet en ik heb geen enkele reden om aan te nemen dat dit bij een oud toestel anders is...

Er zijn minstens twee manieren om te begrijpen hoe dit wel zit.

De bedrijfstemperatuur van een elco die niet wordt belast is gelijk aan de omgevingstemperatuur. Laten we eens aannemen dat de omgevingstemperatuur 40 graden Celcius is (handwarm). De operationele temperatuur van een elco die is opgesteld in deze omgeving is dan 40 graden Celcius.

De bedrijfstemperatuur die wordt toegelaten door JJ is 70 graden. Er is dus een speelruimte van 30 graden, deze kan je benutten door de elco te gaan belasten met een wisselstroom. De maximaal toelaatbare wisselstroom is 200 mA, deze zorgt er echter voor dat de elco van binnenuit wordt verwarmd tot 70 graden. Hoe groot of hoe klein de huidige elco's ook zijn, ze hebben wel degelijk een warmteweerstand, en er ontstaat dus een thermisch evenwicht. De bedrijfstemperatuur loopt volgens JJ dus op tot 70 graden, de levensduur is nu 1.000 uur. JJ zegt dit zo "Load life is 1000 Hrs (at maximum operating temperature, at rated voltage and AC current load as per Table 1)."

Dat je hier nog niet eerder van hebt gehoord verbaast me. Het is toch bekend dat de wisselstroom de levensduur bepaalt. Je kunt natuurlijk zeggen dat "bij moderne apparaten de temperatuur van een elco niet stijgt" wanneer er een wisselstroom doorheen loopt, maar dat zou betekenen dat er geen warmteweerstand aanwezig is tussen de elco en zijn omgeving. Je geeft zelf al aan dat er meestal niet eens een koelblok aanwezig is, dus de warmteweerstand is juist vrij hoog. Hoe rijm je dit dan?

Een andere, iets formelere manier om er achter te komen hoe het zit is het bestuderen van de specs van JJ. Er staat zeer duidelijk in dat wanneer je de bedrijfstemperatuur verlaagt beneden de 70 graden je de rimpelstroom kunt verhogen met de aangegeven factor zonder dat de levensduur van de elco daardoor wijzigt. Met andere woorden, wanneer je dit doet blijft de levensduur gewoon 1.000 uur. Jij neemt echter aan dat je de levensduur enorm kunt verlengen (4 of zelfs 8 maal) door de bedrijfstemperatuur te verlagen. Je kunt de bedrijfstemperatuur wel verlagen, maar dan moet je extra koeling gaan aanbrengen. "Vanzelf" zal dit niet gaan. Let ook eens op de laagste bedrijfstemperatuur die wordt genoemd in tabel 2 (40 graden C).

Nadat je dit hebt gelezen is er geen twijfel meer mogelijk, ook deze elco heeft een warmteweerstand, en JJ gaat hier uit van een omgevingstemperatuur van 40 graden.

Jouw betoog houdt in dat je denkt dat elco's niet veel warmer worden wanneer er wisselstroom doorheen loopt. Dat zou volgens jouw stelling bij "moderne apparaten" absoluut niet kunnen gebeuren. Wanneer je deze gedachte doorzet ga je inderdaad vanzelf geloven dat de operationele temperatuur gelijk blijft aan de omgevingstemperatuur. Dit kan alleen wanneer de warmteweerstand nul is, en zoals eerder gezegd, dat is fysiek onmogelijk.

Een model uit 1999 voor het thermisch gedrag van elco's vind je hier http://www.digikey.com/Web%20Export/Supplier%20Content/CDE_338/PDF/CDE_ThermalModel.pdf... Je ziet in dit praktische verhaaltje ook dat het bij bekerelco's kan gaan om vrij aanzienlijke vermogens (vele Watts).

Dat de thermische weerstand meestal niet voorkomt in de datasheet van een elco heeft een praktische reden, men wil het de doelgroep (de ontwerper) zo gemakkelijk mogelijk maken en werkt dus liever met een deratingtabel dan met thermische weerstanden.

Een ander punt, dat je overigens al eerder aanroerde, is het verlengen van de levensduur door een elco te kiezen met een hogere werkspanning dan nodig is. Hierdoor wordt de levensduur echter niet verlengd, maar verkort. Dat komt omdat het diëlectricum in dat geval dikker is, waardoor de verliezen groter worden, de temperatuur hoger en de levensduur korter.

--
http://www.hupse.eu/radio