Ersetzen von Kondensatoren in einem Stromversorgungskreis

Wenn Sie Kondensatoren vollständig testen möchten, benötigen Sie ein sogenanntes ESR-Meter (Equivalent Series Resistance).

Elektrolyte haben einen ESR, der durch den allgemeinen Gebrauch zunimmt (Alter und Hitze sind Hauptfaktoren).

SMPS (Schaltnetzteile) sind ziemlich empfindlich gegenüber ESR. Die Brummspannung am Ausgang wird berechnet als$V_{ripple} = I\times ESR$. Dies bedeutet, dass mit zunehmendem ESR Ihrer Kondensatoren auch die Höhe der Spannungswelligkeit zunimmt. Ich kann die Probleme, die durch Brummspannung verursacht werden, nicht mit Sicherheit sagen, daher habe ich einen Auszug aus Wikipedia beigefügt .

Auswirkungen der Welligkeit

1. Ripple ist in vielen elektronischen Anwendungen aus verschiedenen Gründen unerwünscht: Die Ripple-Frequenz und ihre Harmonischen liegen innerhalb des Audiobandes und sind daher auf Geräten wie Radioempfängern, Geräten zum Abspielen von Aufnahmen und professionellen Studiogeräten hörbar.

2. Die Brummfrequenz liegt innerhalb der Fernsehvideobandbreite. Analoge Fernsehempfänger zeigen ein Muster sich bewegender Wellenlinien, wenn zu viel Welligkeit vorhanden ist.

3. Das Vorhandensein von Welligkeit kann die Auflösung elektronischer Test- und Messgeräte verringern. Auf einem Oszilloskop manifestiert es sich als sichtbares Muster auf dem Bildschirm.

4. In digitalen Schaltungen reduziert es den Schwellenwert, ebenso wie jede Form von Versorgungsschienenrauschen, bei dem Logikschaltungen falsche Ausgänge liefern und Daten beschädigt werden.

5. Ripple-Ströme mit hoher Amplitude verkürzen die Lebensdauer von Elektrolytkondensatoren.

Nun zur Beantwortung Ihrer eigentlichen Frage. Solange die Kapazität und Nennspannung mit denen Ihrer aktuellen Kondensatoren übereinstimmen, ist das alles, was Sie brauchen. Persönlich würde ich Panasonic-Kondensatoren empfehlen, jedes Mal, wenn ich einen Aluminium-Elektrolyt wechsele, tausche ich ihn immer gegen einen Panasonic-Kondensator aus.

Die Hintergrundbeleuchtung Ihres Monitors sollte keinen Unterschied zu den Kondensatoren machen, die Sie für Ihr Netzteil benötigen.

Brummspannung kann ein Indikator sein, aber Brummstrom zerstört Elektrolytkondensatoren. Genauer gesagt ist es die$I^2R_{esr}$Verlustleistung, die die Innentemperatur eines Kondensators ansteigen lässt, und es sind die Auswirkungen dieser Temperatur, die destruktiv sind.

Elektrolytkondensatoren, die für den Einsatz in Schaltnetzteilen (SMPS) vorgesehen sind, sind für maximalen RMS-Welligkeitsstrom ausgelegt . Dies liefert ein Äquivalent$I$(aktuelle) Figur, die beim Durchfahren der$R_{esr}$des Kondensators hält die Verlustleistung (und damit die Wärmeentwicklung) innerhalb akzeptabler Grenzen (häufig ein Anstieg der Innentemperatur um 10 °C über die Umgebungstemperatur).

Die maximale Stromwelligkeit hängt sowohl vom ESR des Kondensators als auch von seiner physikalischen Größe ab . Ein größerer Kondensator bietet mehr Fläche, um Wärme an die Umgebungsluft abzugeben, und kann daher mehr interne Verlustleistung ohne einen zerstörerischen Temperaturanstieg tolerieren.

Folglich ist die Kapazität ($\mu F$) und Nennspannung allein nicht aus, um in diesen Fällen einen geeigneten Ersatz zu finden. Einen wesentlich kleineren Kondensator möchte man zum Beispiel im Allgemeinen definitiv nicht verwenden.

Kondensatoren dieses Typs werden (zumindest bei Mouser) als "niedrige Impedanz" oder "niedriger ESR" und definitiv nicht als "Allzweck" aufgeführt. Wenn das Datenblatt keinen maximalen RMS-Welligkeitsstrom angibt, suchen Sie nach einem, der dies tut.

Nichicon, United Chemi-con und Panasonic sind alles gute Namen. Dies ist ein typisches Datenblatt , in diesem Fall für eine Komponente der Nichicon UPM-Serie. Hersteller vermarkten verschiedene Familien dieser Kondensatoren als Serie, oft mit einem aus wenigen Buchstaben bestehenden Seriennamen (wie in diesem Fall UPM), der auf die Kunststoffhülle aufgedruckt ist. Eine Familie hat eine Reihe von Spannungen und Kapazitätswerten, die alle eine allgemeine Anwendungsrolle teilen.

Möglicherweise finden Sie ein Datenblatt für den Originalkondensator anhand der Serienkennung sowie der Kapazität und Spannung. Wenn ja, kann dies Ihnen einige Informationen über den Welligkeitsstrom geben und helfen, einen geeigneten Ersatz zu finden, der auf unbestimmte Zeit statt ein paar Stunden hält :)

Hier ist zum Beispiel ein Datenblatt für die SAMXON EKM-Serie .