Tantal-Kondensatoren

Ja, ich hatte schon öfter Tantalelkos, die seltsame Effekte wie Rauschen und Knistern erzeugten, oft auch völlig kurzgeschlossen waren. Ersetzt durch Tantalelkos mit gleicher Kapazität aber höherem Spannungswert, so wie es der Platz erlaubt.
Warum man überhaupt Tantale verwendet, welche besonderen Eigenschaften sie gegenüber normalen Elkos haben würde mich auch interessieren.
Tantale gegen Elkos auszutauschen habe ich mich daher nicht getraut.
gruss
bukongahelas

Tantal-Elkos, haben Trocken-Elektrolyt, sollen deswegen "besser" als Al-Elkos sein:
Abgeblich niedrigerer Innenwiderstand, höhere Betriebstemp.
Werden im MIL-Bereich oft benutzt.

Lt. Spec dürfen sie aber nicht direkt an harte Spannungsquellen, d.h. Quellen mit niedrigem Innenwiderstand angeschlossen werden ( mir ist nicht klar, warum ).

Ich würde den def. Ta-Elko durch einen Al-Elko mit gleicher Kapazität / Spannung ersetzen, und zusätzlich parallel einen Folienkondensator mit z.B. 47nF schalten.

Das sollte in vielen Fällen funktionieren.

Gruus 5_0_H_z_S_

Hartes Netzteil = Stromstarkes NT. Der Tantal hat "angeblich niedrigerer Innenwiderstand" als Elkos, also bekommt er an einem harten NT einen (zu?) schnellen Stromanstieg, was vielleicht seine "Platten" zu stark "durchrüttelt" oder ihn sonstwie stresst.
Tantal=AL-Elko+Folie: Das klingt einleuchtend praktisch.
Bei Endstufen soll man ja auch die Siebelkos mit einigen yF Folie überbrücken, soll angeblich bessere Höhen bringen.
Ich habs gemacht, war eine Idee von "Stereoplay" (Verstärkertuning), aber keinen Unterschied gehört.
Die Tantale haben vielleicht einen lineareren Zusammenhang zwischen Frequenz und Innenwiderstand als AL-Elkos.
Oft sehe ich sie hinter Hilfsspannungserzeugungen (Vorstufen/Phono-PreAmps/OP-Versorgungsspannungen) als Siebelkos geschaltet. So als ob diese Hilfsspannungen besonders "fein" gesiebt werden sollen.
gruss
bukongahelas

Tantals haben in der Tat einen niedrigeren ESR als Normalo-Alu-Elkos, dazu sind sie - eigentlich - ziemlich alterungsbeständig (Trocken-Elektrolyt kann halt nicht austrocknen) und erlauben durch die höhere Permittivität noch kleinere Bauformen. Dafür sind sie ziemlich übel nichtlinear und damit wirklich nur als "bulk capacitance" geeignet, kritisch ist außerdem ihr Ausfallverhalten durch Kurzschluß (gibt im 2felsfall 'nen schönen Knall, weil wohl das MnO2 in die Luft fliegt - lies mich).

Durch was ein defekter Tantal-C zu ersetzen ist, ist im Einzelfall zu entscheiden. An ESR-unkritischen Stellen tut's sicher auch ein gewöhnlicher 105°-Elko. An einem Schaltwandler ist das was anderes, da muß natürlich gerade bei der Schaltfrequenz die Impedanz möglichst niederohmig sein.

Der Tip mit dem Bypassing der Endstufen-Siebelkos durch Mini-Folien ist übrigens so alt wie unsinnig. Die bringen an der Stelle bestenfalls gar nichts und schlechtestenfalls eine Polstelle in der effektiven Innenimpedanz der Stromversorgung in einem relevanten Bereich (L_parasitär,Elko || C_bypass, umso kritischer je niedriger der ESR des großen Elkos + Leiterbahnwiderstand dazwischen). Direkt am Endverstärker könnte man nochmal drüber reden. Andererseits sind Verstärkerbauer i.d.R. nicht blöd und sorgen bei ordentlichen Geräten schon so für eine genügend hohe Leistungsbandbreite.

In der Industrie-Elektronik werden, wo immer möglich, Tantals eingesetzt, da sie von vornherein wesentlich geringere Kap.toleranzen haben und da dieselbe auch über die Lebensdauer weitgehend gleich bleibt. Allerdings setzt man in der I.E. auch keine Elkos im Signalweg ein. Tantals durch normale Elkos zu ersetzen, ist m.E. keine so gute Idee - da eher eine Verschlechterung. Es gibt aber auch keinen Grund, einen funktionierenden Tantal zu ersetzen, da er noch lange Zeit so bleiben wird.

Manche Tantal-Elkos sind tatsächlich empfindlich gegen schnelle Spannungsanstiege. Aber nur gegen die - wenn die nicht zu befürchten sind, kann man sie auch im Stromversorgungszweig einsetzen. Auch am Ausgang von Schaltnetzteilen gibt es damit i.allg. keine Probleme, wenn dort noch Spikes drauf sind, haben sie meist geringe Amplituden und schaden den Tantals nicht.

Kleiner sind die Tantals übrigens nicht immer. Aus Kostengründen werden sie meist nur bis ca. 10uF eingesetzt und da sind die Bauformen noch recht klein, darüber werden sie dann auch schnell größer. Normalerweise ist das Bauvolumen nicht viel kleiner als bei normalen Elkos.

Netzteil-Elkos ausgerechnet mit Folien-Wickelkondensatoren zu "überbrücken", ist auch nicht so toll - die Wickelkondensatoren haben auch ihre Resonanzstellen. Wenn schon, dann sollte man Keramik-Kondensatoren verwenden, und zwar nicht zu kleine, so um die 1 uF sollten es schon sein. Allerdings dann - wie richtig erwähnt wurde - NICHT an der Spannungsquelle, sondern möglichst nah am Verbraucher. Wenn es irgendwelche Störungen auf der Versorgung gibt, werden die meist vom Verbraucher verursacht, und ein Abblocker direkt dort sorgt dafür, daß sie nicht allzuweit an der Leitung langlaufen und sich dort kapazitiv übertragen bzw. abstrahlen.

Auffallend ist, dass viele Lautsprecherweichen mit sog.
Tonfrequenz-Elkos ( sind wohl jeweils 2 gegeneinander geschaltete, einfache Elkos mit doppeltem Kapazitätswert ) bestückt sind ...;
ein Wert von z.B. 50µF ist in Folie auch ziemlich unhandlich ...

Wie war das noch mit der Qualität, oder hat der Elektrolyt
etwa eine Voodoo-gescreente Spezialzusammensetzung !

Schönes Fest noch ! 5_0_H_z_S_

Tonfrequenz-Elkos sind oft auch "glatt", was sich auf die Oberfläche der Alufolie bezieht ("rauh" wird aufgerauht und gibt dadurch mehr Kapazität, auf Kosten von Spannungsfestigkeit und Kapazitätstoleranzen).

[quote="5_0_H_z_S_"]
Wie war das noch mit der Qualität, oder hat der Elektrolyt
etwa eine Voodoo-gescreente Spezialzusammensetzung !
quote]

Hatten wir hier nicht mal was über Tonfrequenz-Elkos, deren Elektrolyt mit Seidenfasern gebunden wird und die daher einen besonders seidigen Klang hatten?

Daß das zufällig auch wieder rauhe Elkos sind, ist dem Werbespruchklopfer dabei leider entgangen.

Hallo,

bestehen denn nun Bipolare Elkos (wie in Pass. Weichen verwendet) wirklich "generell" aus zwei intern gegenpolig in Reihe geschalteten "normalen" Elkos ?
Ist das eine Vermutung oder nur in seltenen Sonderfällen so ?

Falls dem so ist; wie verhalten sich dort dann die Einzelwerte (der in Reihe liegenden) Elkos im "Tonfrequenz - Bereich" ?
Oder anders rum gefragt; mit welchen Werten wäre bei einen "diskretem" Rep-Umbau einer Weiche (mit zwei einzel C) ein xx µF Bipolar zu ersetzen ?

Moin,
ganz genau weiss ich es nicht.
Aber soweit ich weiss, werden TF-Elkos mit zwei formierten Anodenfolien gewickelt, also denen,
die als Plusfolie in gepolten Elkos verwendet werden. Um die Eigenschaften im Wechselspannungsgebiet zu verbessern,
sind diese Folien nicht chemisch aufgerauht, die Elkos auch schon aus diesem Grund fuer die Kapazitaet und Betriebsspannung ziemlich gross.

Wenn man zwei gepolte Elkos gegeneinander schalten will/muss, nimmt man fuer jeden Kondensator natuerlich den doppelten Wert, der erreicht werden muss.
Die Spannungsfestigkeit jedes Elkos muss aber der geforderten Festigkeit entsprechen, die Spannungen duerfen nicht addiert werden.

73
Peter

Ein bipolar Elko hat natürlich die Nennkapazität, die aufgedruckt ist.

Bekanntlich halbiert sich bei Reihenschaltung der Kondensatoren die Kapazität. Wird daher ein bipolarer Elko durch 2 normale gegenpolig hintereinandergeschalte ersetzt, müssen letztere jeweils die doppelte Kap. haben, damit sich wieder der ursprüngliche Kap.wert ergibt. (Achtung, eine solche Schaltung ist NUR für reine Wechselspannungsanwendung zulässig!!!!) Allerdings sind bei "normalen" (d.h. gepolten) Elkos kaum noch welche mit nicht-aufgerauhten Belägen zu bekommen, die Toleranzen sind auch meist recht groß (teilweise +100/-20 Proz., d.h. sie sollten einzeln ausgemessen werden). Bipolare Elkos sind meist ausschließlich für Weichenanwendungen gedacht (war noch nie in der Verlegenheit, die bei normalen Schaltungen einsetzen zu müssen), haben daher engere Toleranzen und auch meist nicht-aufgerauhte Beläge.

Wird ein Folien-Kondensator als Ersatz eingesetzt, dann ist natürlich nur 1 Kondensator mit dem gleichen Nennwert wie der ursprüngliche Elko notwendig.

Danke für eure Ausführungen.

Bei Reihenschaltung als bipolar-Ersatz drängt sich mir aber noch eine Frage auf:

Wenn zwei Elkos gegenpolig in Reihe geschaltet sind wird der Lade sowie der entlade Strom eines Elko aber immer durch den "anderen",
zweiten Elkos zwangsweise in verkehrt - gepolter Richtung fließen müssen (da in Reihe).

Wie verhalten sich da Elkos eigentlich (im Fall verkehrter Polung) in Puncto Lebensdauer,
bzw. erleiden sie dadurch nicht einen baldigen Defekt ?

Wenn man sich klarmacht, dass sog. "Tonfrequenz-" Elkos günstigenfalls 5% (!) Toleranz haben, im Bereich um Null nicht besonders linear sind, erübrigt sich zwangsläufig jedwede Frage hinsichtlich der Eigenschaften dieser "HIFI"-Bauteile in Bezug auf Voodoo, oder ?

Die allemal "hörbaren" Vorteile des "Sterling-Silbers" im Lautsprecherkabel werden so en passant durch bereits ein derartiges Bauteil in der Frequenzweiche locker konterkariert ...

Vielleicht erledigen sich bei dieser Gelegenheit wenigstens
einige "Diskussionen" im Bereich Voodoo von selbst ( hätte was für sich ! ) ?

Gruss / HAIFAI will ever sei !

klaus52 schrieb:

Danke für eure Ausführungen. Bei Reihenschaltung als bipolar-Ersatz drängt sich mir aber noch eine Frage auf: Wenn zwei Elkos gegenpolig in Reihe geschaltet sind wird der Lade sowie der entlade Strom eines Elko aber immer durch den "anderen", zweiten Elkos zwangsweise in verkehrt - gepolter Richtung fließen müssen (da in Reihe). Wie verhalten sich da Elkos eigentlich (im Fall verkehrter Polung) in Puncto Lebensdauer, bzw. erleiden sie dadurch nicht einen baldigen Defekt ?

Ganz genau kann ich es dir auch nicht sagen, aber m.W. dauert es einige Zeit, bis sich die isolierende Schicht auf dem Aluminium abgebaut hat. Bei Wechselspannungsanwendung im Tonfrequenzbereich tritt dieser Effekt (noch) nicht auf, so daß BEIDE Elkos für die Dauer einer Schwingung ihre Kapazität behalten.

Bei Gleichstromanwendungen ist es anders, da dürfen Elkos NIEMALS verkehrt gepolt angeschlossen werden, auch nicht in Reihe mit einem richtig gepolten. Falsch gepolter Betrieb eines Elkos wird zum Kurzschluß und kann zur Explosion desselben führen, bei Tantalkondensatoren ist das letztere fast immer der Fall. Außerdem können durch austretendes Elektrolyt weitere Kurzschlüsse und Verätzungen auf der Platine passieren. Wir hatten es einmal, daß, nachdem einer der berüchtigten Elkos auf einer PC-Hauptplatine ausgelaufen ist, durch das ausgelaufene Elektrolyt ein benachbarter Tantalkond. an Überspannung lag, dieser hat sich dann stark erhitzt und ein Loch in die Platine gebrannt - Motherboard völlig ruiniert.

Wie aber schon andere sagten, sind die Eigenschaften von Elkos sowieso nicht so super (z.B. hängt die Kap. auch von der angelegten Spannung ab, auch bei Wechselspannungsbetrieb), man sollte daher wenn immer möglich Folienkondensatoren in LS-Weichen einsetzen. So extrem teuer wie vor langen Jahren sind Folienkond. im Bereich bis 10uF (und Spannungen bis 100V) auch nicht mehr.

Übrigens macht es in LS-Weichen auch keinen Sinn, Bauteile mit weniger als 5 Proz. Toleranz einzusetzen. Folienkond. in diesem Kap.bereich haben auch keine geringere Toleranz (2 Proz. Toleranz ist auch bei Folie schwer zu kriegen, 1 Proz. kaum - und erst recht nicht im uF-Bereich). Außerdem haben die Werte der Lautsprecher selbst auch einige Toleranzen, inkl. dem Frequenzgang selbst.

WinfriedB schrieb:

Wie aber schon andere sagten, sind die Eigenschaften von Elkos sowieso nicht so super (z.B. hängt die Kap. auch von der angelegten Spannung ab, auch bei Wechselspannungsbetrieb),

Gut, da gibt es einen leicht positiven Spannungskoeffizienten (ähnliches über der Temperatur). Schon interessanter sind die Hystereseeffekte (hängt vermutlich an der DA). Ganz übel ist das mit der Spannungsabhängigkeit bei höherkapazitiven Keramik-Cs - bei Nennspannung hat ein C mit 08/15-Dielektrikum (z.B. Z5U) vielleicht nur noch die Hälfte seiner Nennkapazität (siehe z.B. hier).

Das ist unzweifelhaft ein Vorteil von Aktivweichen - man wird die blöden Elkos in der Weiche los und kann ohne größere Probleme z.B. Folien oder NP0/C0G-Keramik einsetzen.