Strata kapacity kondenzátorov vplyvom starnutia

V reakciách na články o Power Boxoch a vplyve dlhých prívodných káblov na činnosť serv sa na modelárskych fórach vynorili pochybnosti o kvalite vysokokapacitných elektrolytických kondenzátorov, ktoré v spomínaných zapojeniach používame.

Konkrétne boli tieto kondenzátory označené za najporuchovejšiu súčiastku, s tým, že v daných obvodoch by svoju funkciu plnili len krátkodobo a časom, vplyvom starnutia, by ju prestali plniť úplne.

autor: Janko O.


 

 

Podobné pochybnosti sa objavili v súvislosti s elektrolytickými kondenzátormi v striedavých regulátoroch, kde by strata ich kapacity znamenala vznik nebezpečných napäťových špičiek v obvode elektroinštalácie.

Kedysi dávno povedal významný nemecký filozof Georg Wilhelm Friedrich Hegel: "O všetkom sa dá pochybovať, len o pochybnostiach nie". Pochybnosti sú pochybnosti, ale pokusy a merania sú tu na to, aby sa pochybnosti vyvrátili, alebo aspoň zmiernili.

A tak sme sa rozhodli, že "za hrsť" elektrolytických kondenzátorov z modelárskych zariadení, ktoré vo svojom elektrickom živote zažili nejednu krušnú chvíľu, podrobíme meraniam. Konkrétne: z viacerých "zhorených" striedavých regulátorov, ktoré sme asi za tri roky (aj od kamarátov)  nazbierali, sme vyspájkovali spomínané kondenzátory a rozhodli sme sa zmerať ich kapacitu a aspoň orientačne aj ich ESR (Equivalent Serial Resistance).

Treba podotknúť, že život "regulátorových" kondenzátorov je obzvášť krutý (čo je popísané v článku: Ťažký „život“ kondenzátorov v striedavých regulátoroch), pretože počas behu motora musia 8000 krát za sekundu pomerne značným prúdom odovzdať časť svojej nahromadenej energie motoru, aby im ten istý motor 8000 krát za sekundu časť svojej rekuperačnej energie zase vrátil.

Takže strata kapacity tohoto kondenzátora môže mať naozaj neblahé následky a preto sa do niektorých regulátorov namiesto jedného kondenzátora s väčšou kapacitou dáva niekoľko kondenzátorov nižšej kapacity zapojených paralelne.

Na margo vyššie uvedeného však treba uviesť aj poľahčujúcu okolnosť a síce, že tieto kondenzátory sú uvedenému namáhaniu vystavené krátkodobo a potom majú množstvo "oddychu". Motorový let trvá niekoľko minút, a keby taký regulátor absolvoval hoci aj tisíc letov (koľko to je bežných modelárskych sezón ), tak je to dokopy nejakých sto, či stovky hodín. To kondenzátory v spínaných zdrojoch (napríklad počítačov - serverov, ktoré bežia nepretržite 24 hodín denne) zvládnu za štyri dni, či týždeň.

Na meranie kapacity sme použili špeciálmy prípravok vlastnej výroby, ktorý sa pripája k počítaču a vďaka tomu dokáže s vysokou presnosťou zmerať kapacitu aj vysokokapacitných kondenzátorov. 

Okrem toho prístroj dokáže zmerať veľmi malé odpory (na stotiny Ohmu). Pri návrhu tohoto prístroja sme sa snažili dať mu "do vienka" určitú inteligenciu a komfort obsluhy. To sa prejavuje tým, že po zapnutí - tesne pred meraním sa prístroj sám nakalibruje.

Ak je prístroj schopný zmerať požadovanú hodnotu s väčšou presnosťou na inom rozsahu, vyzve obsluhu k prepnutiu prepínača.

Ak je meraná hodnota mimo merací rozsah, obsluha je o tom opäť informovaná.

A teraz k samotnému overeniu kapacity. Úmyselne sme vybrali kondenzátory, ktoré už boli dlhodobo používané (opotrebované) a také, ktoré majú viac ako tri roky (zostarnuté - vyschnuté).

Ani jeden z kondenzátorov nevykazoval známky znateľného opotrebovania alebo zostarnutia.

Namerané hodnoty ukazuje tabuľka.

Orientačným meraním stratového odporu (ESR)  sme zistil, že tento parameter sa u všetkých testovaných kondenzátorov pohybuje hlboko pod hodnotou 1 Ohm.

Z toho vyplýva, že všetky overované kondenzátory je možné, napriek ich veku a spôsobu použitia, považovať za plne funkčné.

Navzdory temným víziám, ktoré boli na jednom modelárskom fóre predkladané, je životnosť elektrolytických kondenzátorov určite mnohonásobne väčšia ako skeptikmi avizované dva roky (to by sa väčšina televízorov a iných elektronických zariadení pravideľne každé dva roky pokazila). Taktiež sa nepotvrdila ich údajná, takmer strašidelná nespoľahlivosť.

Ačkoľvek sa nespoľahlivosť a strata kapacity elektrolytických kondenzátorov nepotvrdila, tak aj keby sa tak stalo, naše zapojenie rozvodných doštičiek by fungovalo ďalej, pretože pri poklese alebo strate kapacity blokovacích kondenzátorov pri servách, by zapojenie s kondenzátormi "plynule" prešlo do zapojenia bez kondenzátorov.

Navyše pri použití blokovacích kondenzátorov pri viacerých servách je nanajvýš nepravdepodobné, že všetky kondenzátory stratia svoju kapacitu naraz. Ale ak by ju náhodou stratil jeden z nich, tak to ostatné kondenzátory "potiahnu" za neho. Na margo životnosti elektrolytických kondenzátorov si neodpustíme "štipľavú" poznámku o životnosti leteckých modelov. V porovnaní s niektorými sú vlastne kondenzátory nesmrteľné.

 

Súvisiace články: 

Vplyv dlhých prívodných káblov na činnosť serv.

Na pol ceste k Power Boxu - 2. časť

Na pol ceste k Power Boxu - 1.časť

Vplyv odberu serv na rušenie


<Staršie | tento článok | Novšie>

Napísané: 26. 12. 2016, 15:20 | Prečítané: 12775x | Kategórie: Elektronika | Napísal: admin |
Komentáre: 13
.:. Brad
Velkým nepřítelem elektrolytických kondenzátorů je hlavně teplo, jehož vlivem rychleji stárnou. Jelikož na regulátorech jsou umístěny většinou mimo zdroj tepla, tak to zřejmě nebývá s tím stárnutím tak strašné. Ale např. ve spínaných zdrojích televizí jsme je skutečně měnili zhruba co dva roky, někdy i méně (všude okolo bývají chladiče výkonových tranzistorů a navíc ještě nějaké výkonové odpory, takže tepla je tam poměrně dost).
Odpoveď | 2010-10-02 16:30:53
.:. Janko O
Ahoj Brade.
Ďakujeme za informácie z praxe. Velmi jasne a s logickým odôvodnením ste vysvetlil prečo sa veci majú tak ako sa naozaj majú. Takéto komentáre k článkom považujeme za prínosné. Dík.
Odpoveď | 2010-10-02 20:10:19
.:. pepo | mail
Ahojky kde sa da zohnat takyto merak alebo akos sa vola popripade odkas na vyrobcu dikes8-|
Odpoveď | 2011-09-15 17:29:59
.:. mior | mail
Tento merač vyrobil sám autor článku - brat Janko O., takže sa kúpiť nedá.
Odpoveď | 2011-09-27 08:11:29
.:. peter
Dobry den. Robime servis PC a kondenzatory su asi jedina suciastka, ktora nam odchadza. Za poslednych 8 rokov sme museli vyradit 300 PC len koli nim. Mam tu fotky elektrolytov na zakladnych doskach, ktore su vydute, navrchu prasknute, vytecene... Aj pre znackove PC, ktore su urcene pre malu zataz do kancelarii, sa osadzuju lacne a nekvalitne kondenzatory. Zatazili sme taketo PC na trvaly vypocetny vykon na 24 hodinovu prevadzku a uz o pol roka sa 70% dosiek pokazilo. Vyrobca nam to uznal, ale ked sme po case reklamovali zvysok, uz nam to uznat nechcel a islo to na naklady firmy. Pred troma rokmi sme vymenili komplet vsetky PC za nove a uz po roku odisli graficke karty. Znovu vydute, vysusene kondenzatory... Par kusov sme skusali opravit a pomohlo to. Na zvysku PC sme vadne karty vybrali a pouzivame vstavane karty... Lacne Zdroje v PC maju pri trvalej prevadzke zivotnost maximalne 3 roky, potom nastava kolabs a hrozi znicenie celeho PC, vplyvom kolisania napatia, ci makkeho zdroja. Ak mate zaujem mozem vam take vadne dosky, alebo elektrolyty, zaslat na meranie. Este ich tu mame par odlozenych ako vystrahu pred lacnymi kancelarskymi PC, aj ked pochadzaju od znackoveho vyrobcu.
Odpoveď | 2011-09-26 21:54:31
.:. sraj
Ahoj, rád by som si taký merač urobil ak by bol autor ochotný dodať podklady dík.Ahoj
Odpoveď | 2011-09-29 12:43:47
.:. Janko O
Pokúsim sa niekde nájsť podklady, teda schému.
Odpoveď | 2011-09-29 13:49:33
.:. Janko O
Žiaľ, nepodarilo sa mi nájsť schému. Ani v podobe ručne kreslenej ani v podobe počítačovej.
Sťahovanie je úžasná vec, neviem nájsť ani iné veci.:-D
Odpoveď | 2011-10-17 17:28:13
.:. Ferko
Dobrý den, pekný článok.
Iba ma trosku zarazilo akú peknú kopu regulátorov sa Vám podarilo nazbierať. Nemohly by s te nahodou pripravit článok ako sa starat o regulátor a pod (napr ako ho vylepšit alebo odporucit ze raz za cas preletovat kondenzator a pod )
Odpoveď | 2011-10-04 14:52:07
Presnost kapacity elektrolytickych kondenzatorov je vacsinou +50% -20%. Rata sa s pomene velkym poklesom kapacity pocas zivotnosti. Z vasich merani vyplyva, ze vami merane kondenzatory sice este maju kapacitu v tolerancii, ale uz su za horizontom a blizia sa ku svojmu koncu. ESR 1 ohm je pre impulzne nizkonapatove kondenzatory pomerne velka hodnota. Skuste si spocitat ubytok napatia pri vasich nabijacich/vybijacich prudoch. Mozno dojdete k hodnote prevysujucej samotne napajacie napatie, ktore ma byt filtrovane. Pripojenym napatim spravnej polarity hrubka diektrickej oxidickej vrstvy narsta, kapacita sa znizuje (formovanie). Napatim s opacnou polaritou sa vrstva oxidu rozpusta, dielektrikum sa stensuje, kapacita rastie az pri velmi tenkom dielektriku dojde k prierazu.
Odpoveď | 2012-08-04 18:02:37
.:. Janko O
Nemyslím. A s niektorými tvrdeniami nesúhlasím, alebo nechápem, čo vás k nim viedlo.
Napr.: "vami merane kondenzatory sice este maju kapacitu v tolerancii, ale uz su za horizontom a blizia sa ku svojmu koncu". Kde je hranica ich životnosti? Koľko čoho?
Kúpte nové kondenzátory, nameriate skoro to isté a pritom sú na začiatku svojej životnosti.
Úmyselne som použil výraz: "Orientačným meraním stratového odporu (ESR) sme zistili, že tento parameter sa u všetkých testovaných kondenzátorov pohybuje hlboko pod hodnotou 1 Ohm." Presne viem, prečo som použil tento výraz a dal by som do pozornosti slová: "Orientačným" a "hlboko pod". Vy viete, koľko to je "hlboko pod"?
A potom si skúsim spočítať úbytok napätia pri našich nabíjacích/vybíjacích prúdoch a dôjdem k tomu, že vôbec neprevyšujú samotné napájacie napätie, ktoré má byť filtrované.
Potom nechápem význam týchto viet: "Pripojenym napatim spravnej polarity hrubka diektrickej oxidickej vrstvy narsta, kapacita sa znizuje (formovanie). Napatim s opacnou polaritou sa vrstva oxidu rozpusta, dielektrikum sa stensuje, kapacita rastie az pri velmi tenkom dielektriku dojde k prierazu."
Neviem, ale problematika nesprávnej polarizácie elektrolytických kondenzátorov nie je témou tohto článku.
Snažím sa chápať vaše pochybnosti, veď paradoxne, tušiac konflikt, som v úvode spomenul slávny výrok G.W.F. Hegela.
Našou snahou je, okrem teoretizovania, hlavne priniesť praktické merania a skúsenosti. Výsledky našich meraní (v súvislosti s použitím kondenzátorov v napájaní serv) sú v množstve článkov ( odkaz odkaz odkaz atď). A tieto merania potvrdzujú teóriu.
Vy ste robili nejaké merania? Lebo ak áno, tak nebuďte egoista a podeľte sa s ostatnými o ich výsledky. Ale ak nie, tak ...
Odpoveď | 2012-08-05 08:04:23
.:. Brad
Kýho výra, to je nějakej recyklovanej článek? Vyšlo před pár dny, a komentoval jsem to už před pár lety :-D

Jinak ještě jsem si u úvodní fotografie s modrým kondenzátorem všimnul vodoznaku SOS, nevím jestli budou rádi (tehdy jsem měl ještě CRT monitor, dnes mám LCD, u toho ty rozdíly barevných odstínů lezou ven víc)
Odpoveď | 2013-10-07 10:24:48
.:. J O
Áno, tento článok je (nie recyklovaný, ale) refrešovaný.
A máme pádne dôvody na to, aby sme staršie články refrešovali.
Dá sa to poznať podľa toho, že majú oveľa vyššiu "prečítanosť", ako tie naozaj nové.
Odpoveď | 2013-10-07 12:45:41 | Príspevok upravený: 2013-10-08 07:54:36
Pridaj komentár
Meno
Web
Mail
Kontrola Zadajte číslo päť
Text

:-)
:-D
:-(
|-/
:-[]
;-)
8-|
8-o
Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz
  • Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
  • HTML znaky budú prevedené na entity.
  • Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
  • Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)
správca | ICQ-Vaše ICQ | Podpora miniRS | Styl LazyDays | Sk preklad by beekeeper | Veľkosť databázy: 27989.22 kb