Formieren von Becherelkos in eingebautem Zustand

[baschla]

Hallo,
ich habe mir die kleine Schaltung ( im Bildanhang) zum formieren von Elkos gebaut.
wenn ich die Plusanschlüsse des Elkos ablöte, dann erhalte ich nach einiger Zeit eine Spannung von etwa 310Volt.
Ich habe gelesen, dass das ein Indiz dafür sei, dass der Elko noch gut ist.
Wenn ich die Anschlüsse aber dranlasse, und formiere, dann steigt die Spannung nur auf etwa 230 Volt
Ich nehme an, dass das daher rührt, dass z.B. ein Anschluss zum Ausgangsübertrager geht, oder mit einem Widerstand verbunden ist.
Meine Frage nun: ist die Neuformierung in Eingebautem Zustand dann ebenfalls erfolgreich, auch wenn die Spannung nicht so hoch steigt ?

Viele Grüße
Hubert

[Klarzeichner]

Zum Formieren muss dem Elko über einen Widerstand Spannung zugeführt werden, und zwar so, dass maximal etwa 5 mA Strom fließen kann. Das besorgt ein Vorwiderstand von etwa 47 kOhm. Eine Lampe ist zum Elko formieren weder nützlich noch notwendig noch sinnvoll!
Ist der Elko dabei noch in der Schaltung eingelötet, kann über diese ja ein Strom unbekannter Größe abfließen, so dass 47k zu hochohmig wäre. Dann müsste man den Widerstand einstellbar machen und den Strom messbar. Das ist unzweckmäßig. Lieber den Elko einseitig aus der Schaltung herausnehmen und mit festem 47k arbeiten. Dann gibt's auch keine Irrtümer und kein huch, das war jetzt zu viel.

Deine Lampe lässt schon im heißen Zustand rund 30mA fließen, das ist zu viel für einen unformierten Elko!

Die Spannung am unbelasteten (Schaltung abgeklemmt) Elko muss hinter dem Widerstand die (fast) volle Scheitelspannung erreichen!
VG Stefan

[Miraculix]

Ich bin kein Freund von unbewiesenen Behauptungen.

Kannst Du uns das bitte einmal vorrechnen, so das es verständlich wird?

Vielen Dank.

[Niko]

Also: Die Glühlampe hat einen Widerstand von etwa 10 kOhm. Gehen wir mal vom Worst-Case aus: der Elko ist defekt und hat ebenfalls einen Widerstand von 10 kOhm (sog. Leistungsanpassung). Dann erwärmt eine Verlustleistung von ca. 1,5 Watt den Elko (das lässt sich alles mit dem Ohmschen Gesetz und P=U*I berechnen). Das führt eventuell dazu, dass der Elko immer heißer wird, was natürlich der Lebensdauer nicht zuträglich ist.
Der Vorteil der Glühlampe gegenüber einem Widerstand ist lediglich, dass ein völlig defekter Elko mit internem Kurzschluss erkannt werden kann, da die Lampe dann dauerhaft leuchtet.

Zum Formieren ist ein höherer Widerstand als 10k besser, da er die mögliche Erwärmung des Elkos stärker begrenzt. Ob das jetzt 47k, 56k oder 68k sind, spielt keine große Rolle.

Unstrittig ist, dass der Elko definitiv vom Rest der Schaltung getrennt werden muss. Wenn man ihn ganz normal eingelötet lässt, fließt der Strom über irgendwelche anderen Bauteile und kann auch durchaus Schäden anrichten. Dort liegen nach der Diode schließlich bis zu 325 Volt an.

Fazit: Beim Formieren muss man schon ungefähr wissen was man tut, und mit den Grundgesetzen der Elektrotechnik vertraut sein. Im Zweifelsfall ist es vielleicht besser, den alten Elko gegen einen neuen mit ausreichender Spannungsfestigkeit (!!!) zu tauschen. Dann ist man auf der sicheren Seite.

LG, Niko

[Bosk Veld]

Ah, der Niko! Grüß Dich!
Bei einem 10-kOhm-Vorwiderstand verbraucht in dieser Schaltung der "10-kOhm-Elko" nur die Hälfte, also 750 mW, weil die Diode ja eine Halbwelle abschneidet.
Der worst case tritt bei der 6-Watt-Glühlampe jedoch bei einem kleineren Widerstand als 10 kOhm auf, weil der Glühfadenwiderstand bei kleinerer Leistung stark zurückgeht. (Hier ist die Kennlinie einer Glühlampe). Dem genauen Wert kann man sich iterativ nähern - zeichnerisch oder numerisch. Noch einfacher ist natürlich Ausprobieren.

Also werden es im worst case mehr als 750 mW sein. Auf Dauer würde dies den Prüfling einige Grad aufheizen. Die Betonung liegt bei "auf Dauer".
Das läßt sich verhindern. Durch die Glühlampe erkennt man ja nach wenigen Sekunden, ob die Helligkeit - und damit der Strom - konstant bleibt oder weiter sinkt.

Ich mache das so:

• Meistens glimmt die Glühlampe nach 10 .. 15 Sekunden nur noch, dann lasse ich sie weiter dran. Der Kondensator ist dann schon auf mehr als 80% der Endspannung aufgeladen, da fließt nicht mehr viel Strom.
• Falls die Helligkeit nicht so schnell abnimmt, nehme ich die Spannung weg und entlade den Kondensator über einen 10-kOhm-Widerstand. (Ich fummle da aber nicht mit Drähten herum; die Schaltung ist in ein Gehäuse eingebaut, und ich muß dazu nur einen Wechsler umschalten.) Dann schalte ich wieder die Spannung ein und prüfe, ob die Glühlampe nun schneller dunkler wird. Nach meiner Erfahrung hilft auch das Entladen beim Formieren. Das probiere ich 3 oder 4 mal. Falls es genügend wirkt (siehe oben), lasse ich die Glühlampe eingeschaltet.
• Wenn auch das nicht hilft, würde der Elko durch die Glühlampe aufgeheizt. Um das zu verhindern, schalte ich statt der Glühlampe einen 82 kOhm-Widerstand vor (per zweitem Schalter) und lasse ihn einige Stunden dran.

Gruß, Frank

[Niko]

Ei Gude! Ist schon ein paar Jahre her dass ich hier aktiv war, aber ich dachte ich schreib mal wieder was
Und ich hab gerade mal geschaut, 2012 war das wo ihr mich zum Treffen mitgenommen hattet. Mann mann... inzwischen hab ich aber auch einen T4

Mit deinen Korrekturen zum Thema Formierung hast du natürlich Recht

[Miraculix]

Ah, der Niko! Grüß Dich!
Bei einem 10-kOhm-Vorwiderstand verbraucht in dieser Schaltung der "10-kOhm-Elko" nur die Hälfte, also 750 mW, weil die Diode ja eine Halbwelle abschneidet.
Der worst case tritt bei der 6-Watt-Glühlampe jedoch bei einem kleineren Widerstand als 10 kOhm auf, weil der Glühfadenwiderstand bei kleinerer Leistung stark zurückgeht. (Hier ist die Kennlinie einer Glühlampe). Dem genauen Wert kann man sich iterativ nähern - zeichnerisch oder numerisch. Noch einfacher ist natürlich Ausprobieren.

Also werden es im worst case mehr als 750 mW sein. Auf Dauer würde dies den Prüfling einige Grad aufheizen. Die Betonung liegt bei "auf Dauer".
Das läßt sich verhindern. Durch die Glühlampe erkennt man ja nach wenigen Sekunden, ob die Helligkeit - und damit der Strom - konstant bleibt oder weiter sinkt.

Ich mache das so:

• Meistens glimmt die Glühlampe nach 10 .. 15 Sekunden nur noch, dann lasse ich sie weiter dran. Der Kondensator ist dann schon auf mehr als 80% der Endspannung aufgeladen, da fließt nicht mehr viel Strom.
• Falls die Helligkeit nicht so schnell abnimmt, nehme ich die Spannung weg und entlade den Kondensator über einen 10-kOhm-Widerstand. (Ich fummle da aber nicht mit Drähten herum; die Schaltung ist in ein Gehäuse eingebaut, und ich muß dazu nur einen Wechsler umschalten.) Dann schalte ich wieder die Spannung ein und prüfe, ob die Glühlampe nun schneller dunkler wird. Nach meiner Erfahrung hilft auch das Entladen beim Formieren. Das probiere ich 3 oder 4 mal. Falls es genügend wirkt (siehe oben), lasse ich die Glühlampe eingeschaltet.
• Wenn auch das nicht hilft, würde der Elko durch die Glühlampe aufgeheizt. Um das zu verhindern, schalte ich statt der Glühlampe einen 82 kOhm-Widerstand vor (per zweitem Schalter) und lasse ihn einige Stunden dran.

Gruß, Frank

Hi, vielen Dank für die Links.


Was würde es bringen wenn der Stromkreis im Nullpunkt der Wechselspannung geschlossen wird.

Bisher kann man auch im Scheitelpunkt einschalten.

[Klarzeichner]

"Ich bin kein Freund von unbewiesenen Behauptungen.Kannst Du uns das bitte einmal vorrechnen, so das es verständlich wird?"

Hallo Miraculix,
falls du mich damit gemeint hast, gerne. In der obigen Schaltung liegt ein strombegrenzender Widerstand in Form einer Lampe. Deren Widerstand beträgt wenn sie hell brennt etwa 9kiloohm, wenn sie noch kalt ist etwa ein Viertel davon. Im Fall von 9 kOhm fließen etwa 27mA, im kalten Zustand entsprechend mehr.

Der Strom in einen unformierten Elko jedoch sollte etwa 5mA nicht überschreiten, damit er an keiner Stelle seiner abgebauten Sperrschicht durchschlägt. Passiert dies an nur einer einzigen Stelle, ist der Elko Schrott!

Darum ist eine Lampe, ist diese Lampe ungeeignet. Es soll überhaupt keine Lampe sein, sondern ein linearer strombegrenzender Widerstand von, wie gesagt, etwa 47kiloOhm (zur Begrenzung auf die 5mA bei 350 V). Ob man damit bei U= Null oder Uquell = Scheitelspannung einschaltet, ist naturgemäß egal.

An alle:
- Formieren und Laden und Entladen sind zwei Paar Stiefel! Und ein Elko ist nicht dann fertig formiert wenn er aufgeladen ist!
- Ein Elko darf nicht warm werden, niemals beim formieren (denn dann sind einzelne Stellen an der Oxidschicht längst überhitzt!) und auch nicht im Betrieb (dann ist der Leckstrom zu groß).


Ich habe den Eindruck, dass sehr viele über das Formieren fabulieren, ohne überhaupt zu wissen, was dieser Ausdruck bedeutet. Macht euch bitte schlau, informationen gibt es viele (wikpedia, sonstwo).

VG Stefan

[Bosk Veld]

Was würde es bringen wenn der Stromkreis im Nullpunkt der Wechselspannung geschlossen wird.

Bisher kann man auch im Scheitelpunkt einschalten.

Da hast Du recht, der Einschaltstrom im Scheitelpunkt bei einer kalten Glühlampe ist wesentlich höher als der Durchschnittstrom.

Daß das den von Stefan beschriebenen dramatischen Effekt hat, kann ich nicht ausschließen. Man sieht einem Elko mit riesigem Leckstrom nicht an, ob er schon vorher kaputt war, oder ob es beim Formieren passiert sein könnte. Einen Elko mit richtigem Kurzschluß hatte ich allerdings noch nicht, die meisten bekomme ich auch wieder hin.

Der Strom in einen unformierten Elko jedoch sollte etwa 5mA nicht überschreiten, damit er an keiner Stelle seiner abgebauten Sperrschicht durchschlägt. Passiert dies an nur einer einzigen Stelle, ist der Elko Schrott!

Ist daß Deine Erfahrung (wenn ja, wie hast Du die 5 mA ermittelt?), oder kann man das irgendwo nachlesen? Wir hatten das Thema schon mal im Nachbarforum, ungefähr ab hier, und da bist Du einen Nachweis schuldig geblieben.

Gruß, Frank

[radio-volker]

Servus,
Also ich mache das immer so, löte den Elko frei im Gerät und schliesse dann ein regelbares und kurzschlussfestes HV Netzteil an mit eingebauten digitalen Volt und Strommesser. Fahre dann die Spannung langsam hoch mit dem Regelpoti und lese die Stromaufnahme ab. Fällt dieser Strom kurzfristig auf sehr niedrige Werte, z.B. 5-6mA regele ich die Spannung weiter hoch bis zum Maximalwert des Netzteiles in diesem Falle 280V und beobachte natürlich die Stromaufnahme und ob sich der Elko erwärmt. Bei den bisherigen Elkos, die ich hatte, ging die Stromaufnahme sogar bis auf 1mA zurück und sie wurden nicht warm. Ich lasse die Elkos dann für mehrere Stunden unter dieser Spannung von 280V. Danach entlade ich den Elko und beginne am nächsten Tag mit der gleichen Prozedur. Für mich ist der Elko nach 2-3 maligen Prüfungen in Ordnung, wenn er bei 280V 1mA Stromaufnahme oder kleiner hat. Mein digitaler Strommesser hat nur eine Auflösung bis 1 mA, kleinere Werte zeigt es mit 000 an oder flackert um 001 herum.
Defekte Elkos erkenne ich sofort, beim Hochregelen der Spannung nimmt die Stromaufnahme radikal zu und fällt nicht oder kaum ab, der Elko wird ausserdem warm. Also ab in die Tonne.

[hf500]

Wenn man ihn ganz normal eingelötet lässt, fließt der Strom über irgendwelche anderen Bauteile und kann auch durchaus Schäden anrichten. Dort liegen nach der Diode schließlich bis zu 325 Volt an.

Moin,
die Kaltspannung auf der Anodenleitung darf den Spannungsfestigkeitswert des Ladekondensators erreichen. Ueber 300V sind kurz nach dem Einschalten beim Anheizen so selten nicht.
Ueber das Abtrennen des Elkos von der Schaltung kann man streiten. Die meisten Roehrenradios haben keine Spannungsteiler von der Anodenleitung gegen Masse, so dass bei kalten Heizfaeden kein Strom fliesst. Naeheres sollte einem das Schaltbild verraten.

73
Peter

[Niko]

Ueber das Abtrennen des Elkos von der Schaltung kann man streiten. Die meisten Roehrenradios haben keine Spannungsteiler von der Anodenleitung gegen Masse, so dass bei kalten Heizfaeden kein Strom fliesst. Naeheres sollte einem das Schaltbild verraten.

Ich habe jetzt mal exemplarisch ein paar Schaltpläne aus meiner Sammlung angeschaut, und alle haben einen Spannungsteiler gegen Masse.
Beispiel Mende MS216W: Hier sind am Elko 360 Volt angegeben, und es gibt einen Spannungsteiler (20k+16k) mit 2-Watt-Widerständen (!) gegen Masse. Da fließen also schon mal 10 mA, die Widerstände sind sogar eher knapp dimensioniert.

Sicher gibt es auch Geräte bei denen das nicht zutrifft, aber auslöten dürfte meistens die bessere Wahl sein.

[hf500]

Moin,
ok, wenn du solche "Vorsintflutlichen" meinst An die hatte ich zwar auch gedacht, aber nicht so auf dem Schirm.
Die Spannungsteiler wurden aber mit Einfuehrung der "Harmonischen Serie" selten, da man keine Schirmgitterteiler mehr benoetigte. Eine Ausnahme, die mir spontan einfaellt, ist ein geschalteter Teiler an der letzten ZF-Roehre bei verschiedenen AM/FM-Geraeten, um durch senken der Schirmgitterspannung bei FM diese Stufe als Begrenzer laufen zu lassen.

Einen Vorteil hat immerhin so ein fester Teiler, er erspart den "Bleeder" und das Geraet ist nach ausschalten schnell spannungsfrei, wenn es mal durch schnelles ausschalten nicht angeheizt und einen direkt geheizten oder Selengleichrichter hat. Manchmal ist so ein Radio relativ lange bissig, wenn es keinen Bleeder ha und man es bei der Fehlersuche vergisst.

73
Peter

[Klarzeichner]

Antwort an Frank/Bosk Veld:

Eine konkrete Quelle für die 5 mA habe ich nicht zur Hand, der Wert war aber seit jeher gängige Lehre (ich bin seit über 30 Jahren im Thema, inkl. Berufsausbildung und -Tätigkeit, ich habe beim besten Willen nicht für jede Kleinigkeit ein Buch mit Quelle zur Hand oder weiß noch wer es alles gesagt hat, nicht böse sein). Die 5mA erscheinen jedoch auch sachlich plausibel: Einerseits hatten gerade große Elkos früher durchaus Leckströme von 1 bis 2 mA im völlig intakten Zustand. Lässt man nur diese Größe als Formierungsstrom zu, wird man wohl keinen Effekt erzielen. Umgekehrt müssen punktuelle Aufheizungen der Oxidschicht unter allen Umständen vermieden werden, was unter sparsamer Dosierung einzelner Milliamperes meistens gelingt. Bedenke, dass schon ein einziges mA bei voller Spannung, sagen wir 350 V, eine Wärmeleistung von 350mW hat; das ergibt schon eine erhebliche Hitze, wenn sie auf eine kleine Fläche, eine "leckende" Stelle auf der Oxischicht, begrenzt ist.

VG Stefan

[yehti]

Moin!
Zulässige Restströme, Formieren, Erwärmung...
Da gibt es gewisse Regeln:
Der zulässige Reststrom wird von verschiedenen Herstellern unterschiedlich berechnet, meistens läuft es auf Irest=0,01*Unenn*Cnenn+3µA hinaus (Wikipedia).
Die Formierspannung liegt zwischen 10 und 15% über der Nennspannung, abhängig von der Nennspannung.
Diese Spannung ist auch der Wert, den die angelegte Spannung kurzzeitig maximal erreichen darf, daher der Aufdruck 350/385V auf vielen alten Elkos.
Der Formierstrom ist schon schwieriger.
Der muß höher als der zulässige Reststrom sein, klar.
Der Kondensator darf sich beim Formieren auch bis zur höchsten zulässigen Temperatur erwärmen, aber nicht mehr.
Die Oxydschicht ist umso haltbarer, je langsamer sie aufgebaut wird und der Kondensator dabei die höchste zulässige Temperatur hat.
Für einen 50µF 350V Elko sind 0,5 mA ein brauchbarer Wert.
Gruß Gerrit