Kondensatoren Reihenschaltung

Hier geht es lediglich um das Einschaltverhalten ;)

Bei hohen Spannungen, wie im Primärkreis eines Schaltnetzteils habe ich gesehen, das hier
2 Siebelkos in Reihe geschaltet sind. So brauchen diese nicht die hohe Spannungsfestigkeit haben.
Soweit so klar, aber

was passiert generell beim Einschalten bei zwei in Serie geschalteten Kapazitäten ?

Ich geh mal davon aus, das so ein Elko +-20 Prozent Toleranz hat.
Wenn ich nun Spannung anlege, werden beide aufgeladen, wobei der Strom durch beide Elkos "identisch" von
fast (Kurzschluss) bis Null (beide geladen) abnimmt.
Da sie unterschiedliche Kapazitäten und Innenwiderstände haben, verhält sich die Spannung an den Elkos aber nicht identisch.
So könnte es passieren, dass die halbe Spannungsfestigkeit evtl. nicht ausreicht :(
Nun habe ich eben ergoogelt, dass man parallel zu den Elkos Widerstände einbaut und hier fielen Werte von 10K.
Ist dadurch wirklich das Problem gelöst, meiner Meinung nach nicht.
Wen interessiert der 10K Widerstand beim Laden der Kondis wo ein recht hoher Strom fliesst ?

Hier würde ich gern Eure Hilfe in Anspruch nehmen, auch wenn heut Freitag der 13. ist :)

Siro

Hallo!

Ich habe ein Eingang von einem Schaltnetzteil skizziert, so wie ich mir das noch von Reparaturen erinnern konnte:

Code:

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                      NTC _
                        __/
              +---+---|_/_|----+---+-----> +
              |  |  _/      |  |
              -  -          .-.  |+
            D1 A  A D2    R1 | | === C1
              |  |          | | /-\
          >----+  |          '-'  |
    220V      |  |            |  |
              |  |            +---+
    50HZ      |  |            |  |
          >----|---+          .-.  |+
              |  |        R2 | | === C2
              -  -          | | /-\
            D3 A  A D4        '-'  |
              |  |            |  |
              +---+------------+---+-----> -

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 [url]www.tech-chat.de[/url))

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Seriell mit dem Brückengleichrichter (D1...D4) ist noch Ladestrom begrenzender Thermistor (NTC) geschaltet, der den Ladestrom der Elkos (C1 und C2) anfangs stark begrenzt, so das sie nicht bei erstem Impuls der Netzspannung voll geladen werden. Die ziemlich hoche Widerstände (R1 und R2) dienen eigentlich zum vollen Enladen der Elkos nach den Abschalten der Netzspannung. Bei 230 V Netzspannung (Vs = 325 V) haben die Elkos üblich eine Nennspannung von 200 V, was angeblich genügende Reserve von 2 * 200 - 325 = 75 V garantiert.

Zusätzlich gehe ich davon aus, dass die Kondensatoren zwar +-20% Toleranz haben zum Nominalwert, innerhalb einer Charge aber nicht so stark abweichen, wichtig ist ja hauptsächlich die Toleranz untereinander.
Die meisten Hersteller drücken da einfach fest die Daumen und länger als 2 Jahre soll so ein Gerät ja typischerweise sowieso nicht halten.

Hallo PICture, danke erstmal für die Rückmeldung.
Ja Du hast recht, am Eingang sitzt ein PTC vor den Kondensatoren, an den habe ich erstmal garnicht gedacht :p
Der begrenzt ja bei der Aufladung den dicken Strom, so werden sich die Spannungsabfälle an den Elkos in einem
"sicheren" Bereich bewegen.
Die Widerstände parallel zu den Elkos würde ich auch zustimmen, dass sie lediglich zum Entladen dienen, nur das gibt Sinn.
Eigentlich hast Du meine Frage damit schon beantwortet.

Ich danke Dir.

@ Pyro-Mike

Bei Serienherstellung sind die Bauteile nach Einkaufen vorm Einbauen oft gemessen und sortiert. ;)

Mir fällt grad auf: Müste das nicht ein NTC sein ? Kalt hochohmig

Ja, sorry habe ich verwechselt (heute ist echt Freitag der 13.) und schon in der Skizze geändert ! :D

Zitat:

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Zitat von PICture

Ja, sorry habe ich verwechselt (heute ist echt Freitag der 13.) und schon in der Skizze geändert ! :D

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Das macht garnichts, Du hast vermutlich auf meine Leiterplatte geschaut:

Das steht im Bestückungsdruck tatsächlich "PTC" und auf dem Bauteil ganz gross NTC.
Und das bei einer bekannten Modellbaufirma... ;) ....

Zumindest kennen wir den Unterschied

- - - Aktualisiert - - -

Ohne Worte Anhang 29829

Hallo,

Zitat:

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Zitat von Siro

Die Widerstände parallel zu den Elkos würde ich auch zustimmen, dass sie lediglich zum Entladen dienen, nur das gibt Sinn.

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Für Wechselspannung kennt man den Kapazitiven Spannungsteiler. Der funktioniert im Prinzip wie mit Widerständen.
Dieses Problem hast du beim Einschalten.

Bei Kondensatoren gibt es unterschiedlich Werte für die Spannungsfestigkeit: Gleich-. Wechsel- und Impulsspannung. Der Wert für die Impulsspannung ist normalerweise immer höher als derjenige für Gleichspannung. Beim Einschalten handelt es sich aber hauptsächlich um die Impulsspannungsfestigkeit.

Die Widerstände sorgen dann dafür, dass sich die die Gleichspannung gleich mässig auf beide Elkos verteilt.

Für die Spannungsfestigkeit sind nicht nur das Material des Dielektrikums und dessen Dicke massgebend, sondern auch die Homogenität.
eine Störung im Dielektrikum führt zu lokal höheren Feldstärken, wo dann das schwächste Glied in der Kette ist. Allerding führt dies dann nicht sofort zu einem Überschlag, meist finden da erst Materialwanderungen statt.

Bei Gaseinschlüssen führt die höhere Feldstärke zu einer Ionisation des Gases. Dieses erwärmt sich dabei und es baut sich lokal ein Druck auf welcher dann, vor allem bei Keramikkondensatoren, zu einem Riss führt. Besonders im Hochspannungsbereich kann dies zu einer regelrechten Explosion führen.
Diesen Effekt hat man, im Hochspannungsbereich auch bei Isolatoren. Diese sind technisch bedingt, auch wenn ungewollt, auch Kondensatoren (Kondensator = Zwei durch einen Isolator getrennte Leiter).

Ich habe mal einen Fall mit Isolatoren im 15kV Bereich mitbekommen, welche erst nach Monaten geborsten sind. Die Ursache lag beim Hersteller, welcher im selben Raum Isolatoren aus unterschiedlichen Keramiken hergestellt hatte. Bei manchen Kombinationen reichen schon geringste Verunreinigungen, das war in diesem Fall wirklich nur stäubchenweise, aus um eine ganze Serie unbrauchbar zu machen.

MfG Peter(TOO)

Zur Strombegrenzung beim Einschalten nutzt man schon gerne NTCs: beim einschalten ist der NTC noch kalt und lädt so den Kondensator erst einmal langsam. Im Betrieb ist er dann wärmer und erzeugt so weniger Verlustleistung.

Ein PTC wäre mehr ein Kurzschlussschutz - normal Kühl und bei Überlast wird er Heiß und begrenzt so den Strom. Für 230 V ist das aber eher unüblich.