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

door Maarten Bakker , Haarlem / Delft, 19.12.2016, 21:24 (2900 dagen geleden) @ John Hupse †
Bewerkt door Maarten Bakker, 19.12.2016, 21:31

Wanneer je een introductie zoekt op elco gebied kan je b.v. dit rapport van Nippon Chemi-Con eens doornemen. http://www.chemi-con.co.jp/e/catalog/pdf/al-e/al-sepa-e/001-guide/al-technote-e-161001.pdf

Men zegt hierin b.v. het volgende over de oorzaken van het opwarmen van een elco:

Dus "de hitte die een elco intern veroorzaakt hangt vooral af van de rimpelstroom, door deze hitte stijgt de temperatuur, wat de levensduur van een elco sterk kan beïnvloeden".

Dat is toch wel andere koek dan wat jij hierover zegt. Immers, wanneer je dit effect kunt verwaarlozen dan hoef je je geen zorgen meer te maken over de grootte van de rimpelstroom. Je hoeft deze parameter dan ook niet meer te vermelden.

Ik heb nergens gezegd dat dat effect er niet is. Wel dat je fout zit als je bij de berekening ervan uitgaat dat het voeren van de maximale rimpelstroom onvermijdelijk leidt tot de opwarming tot maximale coretemperatuur. Panasonic zegt dat je aan de veilige kant zit als een elco maximaal 5 graden bovenop de omgevingstemperatuur opwarmt door de rimpelstroom in situaties waarin je de rimpelstroom bij proefnemingen niet direct kunt meten, Philips heeft het over 10 graden bij maximale omgevingstemperatuur en opgegeven rimpel en staat net als JJ toe dat hij meer opwarmt als de omgeving koeler is. Het door jou aangehaalde document dat over warmtegeleiding gaat en verder niet direct ingaat op hoe je rimpelstroomspecificaties moet lezen (en over de interpretatie van die specificaties was de discussie toch echt begonnen) heeft het over temperatuurverschillen bij de warmteafvoer tussen 6 en 16 graden ruwweg.

Jouw "sanity check" is bovendien onvolledig, vooral omdat je het aspect "levensduur" gewoon weglaat. Dat maakt deze check wel erg eenvoudig. Je zegt "produkt A heeft een lange levensduur, dus er is geen reden om aan te nemen dat produkt B geen lange levensduur heeft". En dat terwijl je op de hoogte bent van het feit dat de levensduur van produkt B door de fabrikant wordt opgegeven als slechts 1.000 uur.

Die 1000 uur is zoals ik de specificaties lees dus juist onzin. Ik ben het zoals eerder gezegd zonder meer met je eens dat er veel betere elco's zijn, maar een elco die >4000 uur meegaat en waarschijnlijk ook nog wel 8000 uur haalt kun je ook niet echt belabberd noemen.

De sanity check gaat er verder van uit dat de bedrijfsomstandigheden van een buizenversterker en een radio niet schrikbarend verschillen en de kopers van een glimmende nieuwe JJ elco die bij de winkel door de ramen komen gooien als ze hem elke paar maanden moeten vervangen. Daar komt geen enkele fabrikant mee weg, hooguit een anonieme Chinees die elke paar maanden onder een andere naam handelt.

De opgegeven levensduur van een (Philips) bekerelco in de jaren '60 was b.v. 40.000 uur bij een bedrijfstemperatuur van 70 graden.

Als daar eerder een databladverwijzing van is langsgekomen is het mijn schuld dat ik die gemist heb, maar waar vind ik die?

Overigens is het levensduurverschil dan nog steeds maar een factor 5 a 10 en geen factor 40 zoals jij stelt. Aangezien ik al eerder heb gemeld dat ik de stelling dat hij even goed zou zijn als de Philips bij gebrek aan gegevens over de Philips terugtrok, lijkt me dat verder niet relevant meer. Het verschil is alsnog minder dan een ordegrootte en dus bruikbaar om een vergelijking te doen. Zoals gezegd, waar we het wat het eerste deel betreft over eens zijn: er zijn betere moderne elco's te vinden maar echt belabberd vind ik hem dus niet.

Mijn interpretatie van de discussie die we voeren is dat het hier specifiek gaat om een elco van JJ (2x 50 uF, 500 V) met een levensduur van 1.000 uur bij een bedrijfstemperatuur van 70 graden. Wanneer je deze twee produkten vergelijkt (en dat is wat je hier toch weer doet) dan zie ik een verschil in levensduur van 40 maal. Wanneer je het aspect "levensduur" weglaat dan zie je dit verschil niet meer. Maar je houd jezelf (en wellicht anderen) wel voor de gek.

De discussie is erom begonnen dat deze elco weliswaar 1000 uur meegaat bij 70 graden, maar dat hij de 70 graden onder normale omstandigheden nooit haalt en er bovendien andere factoren meespelen die levensduurverlengend werken. Jij vindt dat ik me rijk rekende door te stellen dat de elco 4000-8000 uur zou meegaan, ik vindt dat jij je arm rekent door ervan uit te gaan dat de elco zo slecht is dat hij zichzelf binnen 1000 uur volledig opstookt als je hem ruim binnen de specificaties gebruikt.

Met de maximaal opgegeven rimpelstroom stook je een elco niet zomaar op tot de maximaal toegelaten omgevingstemperatuur.

Beetje vreemde uitspraak. Wat is de waarde van de maximaal toegelaten omgevingstemperatuur? Zonder rimpelstroom is dat 70 graden, en in dat geval hoef je de elco dus niet verder te verhitten (het onderdeel is immers al 70 graden). Met een rimpelstroom van 200 mA is de maximale waarde van de omgevingstemperatuur 40 graden en de kans dat je hiervoor de elco extra moet gaan verhitten lijkt me ook maar heel klein. Het maakt dus allemaal niet uit, en JJ neemt niet eens de moeite om dit te gaan specificeren.

JJ specificeert dit prima. Bij 200+200mA rimpel, gaat de elco 1000 uur mee als je hem op 500V en 70 graden bedrijft. De coretemperatuur zou dan best eens iets van 85 graden kunnen zijn, laat ik dat hieronder voor het gemak even aannemen. Bij een omgevingstemperatuur van 40 graden, mag je een rimpel van 460+460mA op de elco loslaten zonder dat de coretemperatuur boven de eerder geschatte 85 graden stijgt (dan zal hij natuurlijk wel flink warmte staan af te geven aan zijn omgeving). Aangezien je helemaal geen rimpel groter dan 200mA op de elco loslaat vertaalt die extra ruimte zich niet in warmte-afgifte maar in een toename van de levensduur met ongeveer een factor 2 per 10 graden.

Extra toename van de levensduur komt door bedrijven op een lagere dan maximale spanning en ik vermoed ook doordat andere effecten van een hogere rimpel dan warmteproductie, verminderen.

Als sanity check zou je de ESR kunnen vermenigvuldigen met de rimpelstroom. Dan krijg je mijnsinziens een getalletje dat in de buurt zit van wat de condensator aan warmte opstookt.

Is nog eigenaardiger dan je vorige "check", en ziet er op het eerste gezicht nogal ongezond uit. Volgens de wet van Ohm levert het vermenigvuldigen van een weerstand met een stroom een spanning op, in elk geval geen warmte.

Op het tweede gezicht maakt het door mij dom dom dom gemiste kwadraatje gelukkig niets uit. 48mW en 73mW zijn nogal in dezelfde ordegrootte qua dissipatie en zijn behoorlijk lage vermogens. Het gaat dan ook niet om een grote bekerelco, maar als check van wat je ongeveer kunt verwachten is het niet gek.