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

door John Hupse † , Schoonhoven, 22.12.2016, 14:16 (2897 dagen geleden) @ hans

Load Life is inderdaad een methode die wordt gebruikt om de levensduur van een onderdeel te kunnen bepalen binnen een voor de fabrikant aanvaardbare termijn.

Ik kan mij best voorstellen dat dit wat vreemd overkomt wanneer je hiermee niet bekend bent.

De essentie is dat je een onderdeel zo zwaar belast dat het na ("after" in het Engels) b.v. 1.000 uur niet meer aan de gestelde eisen voldoet.

Een betrouwbare fabrikant van radiotoestellen (of in jouw geval PC's) zorgt er uiteraard voor dat deze zware belasting niet optreedt bij haar produkten. Meestal zit er dan ook een ventilator in zo'n PC-voeding. Maarten denkt dat een toestelfabrikant wellicht dom is. Hij zegt hierover "Het zou wat zijn als een moderne elco in je televisie of computer tijdens bedrijf continu op 85 of 105 graden staat. Exact op die temperatuur want dat heeft de condensatorfabrikant tenslotte uitgerekend en de toestelfabrikant is zo dom geweest om de elco tot maximale rimpelstroom te benutten?".

Wanneer een fabrikant zo dom is om een elco op de maximale rimpelstroom te benutten (zoals bij een "load life" test) hoort daar inderdaad de minimale levensduur bij. Je kunt het vraagteken dus gewoon weglaten.

Echter, wanneer je als hobbyist een elco, van welk fabrikaat ook, net zo zwaar belast als tijdens een "load life" test dan geldt hiervoor eveneens een minimale levensduur. De achterliggende gedachte bij deze stelling is dat de elco uiteraard niet weet of hij wordt onderworpen aan een "load life" test of dat het in de ogen van de gebruiker gaat om "normaal gebruik" onder precies dezelfde omstandigheden.

Dat is ongeveer alles wat ik totnutoe hierover heb gezegd, maar dat is kennelijk al voldoende

Je kunt natuurlijk proberen of je de belasting van de elco nog wat kunt verlagen. De gestelde eis is echter 200 mA AC (plano met stereoversterker 2x EL84), en dat is precies de AC waarde die JJ gebruikt in haar load life test van 1.000 uur. Je hebt JJ hiernaar gevraagd, neem ik aan, en wanneer men plotseling met andere gegevens zou komen aanzetten dan zou dit uiteraard geen reclame zijn voor JJ.

Wanneer je de belasting ("load" in het Engels) zou verlagen mag je de temperatuur opnieuw uitrekenen. Dat kan je doen zoals Maarten dat doet, maar het kan ook volgens de door JJ aangegeven deratingtabel. Maakt verder weinig uit, wat je ook doet op dit gebied je zal steeds uitkomen op een bedrijfstemperatuur die ligt tussen de omgevingstemperatuur (40 graden bij een AC-waarde van 0 mA) en de maximale temperatuur (70 graden bij een AC-waarde van 200 mA).

Dat er in dit geval 30 graden tussen zit in plaats van 10 of 20 graden heeft te maken met de aard van een "load life" test. Je wilt immers relatief snel weten wat de levensduur is, en dat lukt nu eenmaal alleen wanneer de temperatuur hoog is. De opwarming verloopt kwadratisch met de AC-stroom, vandaar dat bij een stroom die 30% is van de maximaal toelaatbare waarde de opwarming al ruim een grootteorde lager is. En een grootteorde is vaak al genoeg om een redelijke levensduur te kunnen bereiken.

Alleen wanneer je de elco op een effectieve manier zou gaan koelen kan je de levensduur verlengen zonder dat je de wisselstroom hoeft te verlagen. Of, wat op precies hetzelfde neerkomt, de elco kan dan bij eenzelfde levensduur een hogere wisselstroom verwerken. JJ is ook hier zeer duidelijk over, en geeft netjes aan hoe en wat.

Over de lagere bedrijfsspanning van de plano radio heb ik aan het begin van de discussie al iets gezegd. Wanneer je een elco van dezelfde soort zou kiezen met een lagere werkspanning (b.v. 385 volt in plaats van 500 volt) ben je al beter uit. Dergelijke elco's kunnen meer rimpelstroom verwerken bij dezelfde afmetingen en je kan daarmee dus wel gaan "deraten". Ook hier is JJ zeer duidelijk over.

"Deraten" kan echter niet wanneer je al aan alle kanten aan het maximum zit. Alleen wanneer je er in zou slagen de elco effectief te koelen kan daar sprake van zijn.

De discussie over de bruikbaarheid van een elco die niet meer aan de gestelde eisen voldoet komt op mij wat vreemd over. Bedoel je hiermee dat een elco die zojuist een "load life" test heeft ondergaan nog geschikt is om vervolgens nog zo'n test te ondergaan? In dat geval heeft JJ inderdaad ongelijk, en gaan haar elco's minimaal 2 maal zo lang mee als wordt opgegeven.

Wat bij de vertaling (interpretatie) van de JJ-sheet in deze discussie bij Maarten steeds verkeerd gaat is het begrip "operating temperature". Dit is de bedrijfstemperatuur van het onderdeel, en niet de omgevingstemperatuur ("ambient temperature" ). De omgevingstemperatuur is altijd lager dan de bedrijfstemperatuur. Wanneer de "operating temperature" 70 graden is betekent dit dat de temperatuur van het onderdeel 70 graden is. Maarten vertaalt dit met "omgevingstemperatuur", en vind op die manier de 30 graden ruimte die hij gebruikt voor zijn onterechte "derating".

Een volgend probleem is dat Maarten niet gelooft dat bij de load life test een bedrijfstemperatuur van 70 graden wordt gehaald. Hij zegt hier over "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".

En "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..."

Maarten denkt trouwens wel dat een bedrijfstemperatuur van 85 graden door de elco wordt bereikt, hij gebruikt hiervoor het woord "coretemperatuur". Dit lijkt echter met elkaar in tegenspraak, waarom zou 85 graden wel worden gehaald en 70 graden niet... Het gaat bij het bepalen van de levensduur natuurlijk om de heetste plek ("hot spot" ), en die zit meestal niet aan de buitenkant.

In de elektronica gebruikt men de volgende terminologie m.b.t. de bedrijfstemperatuur:

- minimum temperature, in dit geval -25 graden C
- treshold temperature, in dit geval 40 graden C
- maximum temperature, in dit geval 70 graden C.

Tussen het minimum en het treshold is geen thermal derating mogelijk. Tussen het treshold en het maximum is wel thermal derating mogelijk. Hiervoor moet je uiteraard aan de voorwaarde voldoen dat de werkelijke bedrijfstemperatuur lager is dan de maximum bedrijfstemperatuur. Vandaar de term "derating". Met de omgevingstemperatuur heeft dit niet te maken.

Derating (or de-rating) is the operation of a device at less than its rated maximum capability in order to prolong its life.

Natuurlijk is dit een onderwerp waaraan de gemiddelde hobbyist waarschijnlijk geen enkele boodschap heeft. Maar daar staat tegenover dat men wel advies hierover wenst, en wanneer dit advies niet voldoet aan de heersende voor-oordelen er dan gewoon maar wordt gezegd dat het advies onzin is (zie hierboven, en eventueel het beheerforum).

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