Retrocomputing-Grundlagenwissen: Ripple - der lautlose Killer: Netzteile prüfen und beurteilen

  • Deswegen auch schön beim ST die vielen Abschirmbleche immer wieder einbauen... Man stelle sich mal vor, man legt eine Büroklammer achtlos auf einen Rechner, und die rutscht dann durch eine Kühlrippe ins Innere und fällt ins Netzteil... Viele bis heute überlebende (verbastelte) STs sind ohne diese Bleche...


    Und es ist bei manchen Netzteilen noch schwieriger... Da sind z.B. "Crowbars" verbaut. Das sind Schaltungen, die die Ausgangsspannung überwachen, ist diese zu hoch, wird die Ausgangsspannung kurzzeitig z.B. über einen Thyristor kurzgeschlossen (also bis sie nicht mehr zu hoch ist). Das hört man dann als ein regelmäßiges "Zirpen" im Netzteil (da ächtzen im wahrsten Sinne des Wortes die kleinen Transformatoren!), und man kann am Spannungsmessgerät sehen, dass das Netzteil "versucht" die Ausgnagsspannung herzustellen, die dann urplötzlich zusammen bricht. Das ist also eine Schutzschaltung, um nachfolgende Baugruppen vor zu hohen Spannungen zu schützen. Mancheiner versucht dann diese Crowbar als Fehler zu identifizieren (ist mir auch schon passiert, weil ich den Aufbau dieser Crowbar nicht gleich erkannt habe), dabei funktioniert die Spannungsregelung des Netzteils nicht, weil z.B. oben genannter Optokoppler kaputt ist, oder der Chip, der den pulsweitenmodulierten Takt erzeugt, oder irgendein Klainkram drumherum, der die Taktfrequenz erzeugt (RC-Glieder, etc). Aber auch der Thyristor kann kaputt gehen.


    Noch ein Level für sich sind Netzteile, die aus mehreren Platinen bestehen, die einzeln im Netzteil verbaut sind, wo z.B. der Hochspannungsteil mit dem Ausganngsteil nur per Kabel miteinander verbunden sind. Da müsste man, um diese Netzteile zu testen, diese (für den Testaufbau zu kurzen) Verbindungskabel nachbauen, meist mit speziellen Steckern, in verlänegrter Form, damit man die Platinen nebeneinander legen kann. Und man muss diese ganzen Netzteilplatinen für den Testaufbau noch sichern, damit sie nicht verrutschen können. Das Netzteil früher Olivetti-PCs (M24, M28, etc.) ist so ein Fall.


    Man sollte vor diesen Dingern wirklich Respekt haben, und da nur dran gehen, wenn man ganz genau weiß, was man tut!

  • Das Interpretieren der Oszillogramme wollte ich eigentlich als Nächstes beschreiben, das kommt noch :)


    Jetzt erstmal Update:


    Gestern habe ich von jedem Netzteiltyp, den ich recappen will, jeweils eines decapped.

    Decapping ist die eigentliche Hauptarbeit.

    Das eigentliche "Recappen" ist eigentlich fast keine Arbeit dagegen.

    Ein Beitrag zum Decapping gehört also m.E. auch dazu - folgt noch.


    Zwecks Vereinfachung und Kostensenkung beim Kondensatoreneinkauf recappe ich gleich mehrere Netzteile.

    Eine Spreadsheet-Tabelle vereinfacht die Erstellung der Teileliste für den Einkauf ungemein.



    Von den Netzteiltypen, die mehrfach vorhanden sind, habe ich zunächst nur eines decapped, um die Einkaufsliste fertigzuhaben und während die Ersatzkondensatoren unterwegs sind, die drei restlichen Netzteile zu decappen. 2 Supermicros - harte Arbeit, die sich aber lohnt - und ein Earthwatts, relativ easy.


    Da die ganzen Netzteile passenderweise momentan offen hier liegen, möchte ich zwischendurch in meinen nächsten beiden Beiträgen zwei Dinge diskutieren:

    1. die Frage der meiner Meinung nach sehr wichtigen Einschätzung/Beurteilung, ob die Plazierung der Elkos im jeweiligen Netzteil als vorteilhaft oder ungünstig zu bewerten ist, sowie einiger damit wechselwirkender Faktoren.
    2. die Frage der von individuellen Markenpräferenzen etc unabhängigen objektiven Qualitätsbeurteilung von Netzteilen.
  • Es gibt noch weitere Qualitätskriterien für Netzteile, die zu berücksichtigen sind. Je nach PC-Generationen müssen z.B. die Einzelleistungen (Ampere/Watt) pro Spannung betrachtet werden. Den zu unterschiedlichen Zeiten gab es auf den Mainboards unterschiedliche Auslegungen, aus welcher Spannung z.B. die Core-Spannungen generiert wurden.


    Bei AT-Mainboards oder ganz frühen ATX-Boards für Sockel 5 war es meistens einfach, da wurden einfach die vom Netzteil gelieferten 5V nach ein bischen Glättung auf die CPU geballert.


    Als die ersten ATX (Super-)Sockel7 Boards, also mit Dual/Split Voltage aufkamen, waren es dann 3,3V vom Netzteil für den Core und 5V für dessen Businterface (Die BAT-Boards mussten sich die 3,3V selber generieren).


    Richtig problematisch wurde das bei den ersten Slot-A-Athlonboards mit AMD oder VIA-Chipsatz, da war dann nämlich "Combined Power" auf 3,3V und 5V gefragt, die Leistung die da abgerufen wurde, war etwa doppelt so hoch wie was der Prozessor eigetlich brauchte, weil die Spannungsregelung für die Corevoltage der CPU von AMD so ausgelegt war, dass die Spannungsregler nochmal so viel Strom regelrecht verbraten haben, wie die CPU. AMD hat da im Referenzdesign die Spannungsregelung auf absolute Stabilität ausgelegt, weil sie sich dadurch bedingte Instabilitäten des Systems absolut nicht leisten konnten, die neue CPU-Generation musste nicht nur schneller als Intel sein, sondern absolut stabil um gegen den Intel Pentium III zu gewinnen. Das Thema hielt sich bin in Sockel-A-Zeiten im Hardwareupport bei den Boardherstellern und in einschlägigen Foren ganz oben. Da war dann schnell ein 500W Netzteil für die Slot-A-Systeme geeignet, und andere nicht, aus der Zeit stammt meine positive Erfahrung mit FSP (Fortron Source), Enermax und NMB Mineba.


    Später dann, mit dem Pentium 4 wurde es "Mode" (also im Intel Referenzdesign vorgegebenen Beschaltungen), sich die CPU-Spannungen aus der 12V-Leitung zu generieren, hinzu kam dann noch AGP-Pro, wo als Spannungsvesorgung auf den Boards teilweise auch eine auf 12V basierende Spannungsregelung implementiert wurde. Die zuvor bestens für den Athlon passenden Netzteile waren dafür dann wieder eher ungeeignet, weil stark auf 3,3/5V ausgelegt, aber nicht ausreichend auf 12V, es sei denn sie waren wegen vieler angeschlossener Laufwerke auch auf 12V stark.


    Das macht es dann teilweise schwierig, moderne(re) Netzteile in alte PCs einzubauen, damit der dann damit stabil läuft, obwohl die Gesamtleistung des Netzteils stimmt.


    Zusätzliche Anschlüsse für E-ATX, Poweranschlüsse auf der AGP-/PCIe-Grafikkarte usw. können dazu führen, dass ein auf den ersten Blick uninteressant aussehendes Netzteil für bestimmte PC-Generationen oder CPU-Familien plötzlich hochinteressant werden. Oder man denke an abweichende Bauformen von Netzteilen für besonders kompakte PCs.

    1ST1

    Einmal editiert, zuletzt von 1ST1 ()

    • Offizieller Beitrag

    Sehr schöne Auswertung auch wenn ich in einigen Punkten nicht ganz im Thema konform gehe.


    Ich habe bisher nur wenige PC-Netzteile reparieren oder entsorgen müssen, die meisten Netzteile verrichten auch heute noch ihren Dienst. Als Beispiel diene mein Peacock den ich 1990 gebraucht erworben habe. Der läuft noch wie am ersten Tag. Das Netzteil hat keinen geläufgen Namen und dürfte von der Stange sein.

    Wenn ich alte PCs von woher bekomme teste ich ob das Netzteil überhaupt startet und seinen Regelbereich stabilisiert bekommt. Wenn nicht geht mein Blick auf die Kondensatoren und insbesondere dir verbauten Tantals auf Board und Karten. Meist teste ich das Netzteil noch an einem Board mit hoffnungslosen Akkuschaden. Einen "normalen" Widerstand nehme ich nur dann, wenn ich grundsätzlich wissen möchte ob das Netzteil "harmlos" ist.


    PC Netzteile sind für den Einsatz in ihrer typischen Umgebung ausgelegt und brauchen die kapazitive und induktive Last am Leitungsende, vereinfacht ist dieses das PC Mainboard mit Karten, sowie Festplatten und Floppies.


    Wärend meines Studium hatte ich die Aufgabe einen PDP11/23 Käfig mit CPU Board, RAM und zwei I/O Karten für einen Labortest aufzubauen. Dazu habe ich ein PC Netzteil verwendet sowie es in diesem Link zu sehen ist:


    http://diane-neisius.de/pdp11/index.html


    Das PC Netzteil hat mir das recht übel genommen obwohl die abgenommene Leistung weit unter den Leistungsdaten des Netzteils lag.

    Eine Untersuchung des Hintergrundes war dann ein sehr schönes Thema im Bereich theoretischer Elektrotechnik.

    Das Problem bei diesem 200 Watt Netzteil war das Regelprinzip basierend auf einen Sperrwandler:


    https://de.wikipedia.org/wiki/Sperrwandler


    Bei dem Versuch dieses Netzteil zu verwenden hat es die Flyback Diode zerstört. Anhand von Messungen hat sich das Netzteil an der PDP-11 "aufgeschaukelt". Der Test war wiederholbar, es hat immer nur die Diode zerstört.

    An einem PC lief das Netzteil völlig unauffällig, auch später noch, mit getauschter Diode natürlich ...


    An einem moderneren ATX Netzteil habe ich heute keine Probleme mehr mit dem Testbetrieb einer PDP-11/23.


    Weiterhin habe ich über die Jahre die Erkenntnis gewonnen, das besonders ältere Netzteile alleine schon vom Aufbau her recht zickig sein können.

    Bei dem IBM 5170 der hier steht sind die Ausgangsspannungen unter geringer Last zu niedrig, ca. 11,7 Volt. Sobald ein Zugriff auf die Floppy stattfindet regelt die Spannung auf 12,2 Volt hoch. Das Netzteil hat neue Elkos bekommen ohne jedoch das Verhalten zu ändern.


    Ansonsten finde ich folgendes Verhalten bei den meisten Netzteilen mit alten Elkos:

    - Netzteil startet nur wenn warm, evtl. kurzes zucken am Lüfter wenn ein 12V verbaut.

    - Netzteil startet nur kurz


    Häufiger finden sich Schäden in der Regelung oder am Übertrager

    - Netzteil tackert

    - Netzteil pfeift - dann aber nicht lange ;)

    - Netzteil regelt gar nicht


    Häugigste Ursache für Netzteilprobleme sind bei mir die Netzfilter.


    Just my 2 cents

    Peter

  • So ein Verhalten mit zu geringer Ausgangsspannung bei niedrier Last, und Anstieg bei höherer Last ist wahrscheinlich auf den Regelkreis zurück zu führen, den ich oben beschrieben habe. Im atari-home.de wurde letztes Jahr ein ähnlicher Fall für das Mega-STE/TT-Netzteil diskutiert, dort war die Lösung, den Optokoppler in der Rückführung gegen ein besseres (pinkompatibles) Modell auszutauschen. Über diese Lösung war ich auch ein wenig überrascht. Die entsprechend umgebauten Netzteile hatten weniger Ripple und regelten auf einmal viel genauer.

    • Offizieller Beitrag

    So ein Verhalten mit zu geringer Ausgangsspannung bei niedrier Last, und Anstieg bei höherer Last ist wahrscheinlich auf den Regelkreis zurück zu führen, den ich oben beschrieben habe. Im atari-home.de wurde letztes Jahr ein ähnlicher Fall für das Mega-STE/TT-Netzteil diskutiert, dort war die Lösung, den Optokoppler in der Rückführung gegen ein besseres (pinkompatibles) Modell auszutauschen. Über diese Lösung war ich auch ein wenig überrascht. Die entsprechend umgebauten Netzteile hatten weniger Ripple und regelten auf einmal viel genauer.

    Genauso! Auch Optokoppler altern und diese waren früher auch nicht so „schnell“.

  • Letztlich soll der Artikel in der Wissensdatenbank...

    ...Problembewusstsein zum Thema "Ripple" schaffen

    ...und dem verunsicherten, elektronisch möglicherweise nur wenig versierten Retro-Benutzer Hilfestellung geben, wie das Problem angegangen werden kann.


    Dazu ist notwendig

    • prinzipielles einfaches Verständnis, was Ripple erzeugt
    • wie man Ripple misst
    • Handreichungen, wie man als technischer Laie ein Netzteil beurteilt, hinsichtlich Qualität und Eignung für das vorliegende System
    • und wie Decapping/Recapping durchgeführt wird


    Ein tieferes Verständnis der verschiedenen Schaltnetzteiltechnologien ist nicht wirklich erforderlich, um die Ripple-Problematik und ihre Bedeutung zu verstehen.

    Nicht Hauptgegenstand, sondern ergänzende/vervollständigende Zusatzinformation sollen deshalb sein Dinge wie

    • Detaillierte Funktionsweise von Netzteilen
    • Reparatur von Netzteilen


    Deshalb auch meine...


    Betrachtungen zum Aufbau der Netzteile und der Anordung der Elkos hinsichtlich Wertigkeit und Langlebigkeit, aber vor allem der Qualität der Stromversorgung.


    Sehr häufig erlebt man, dass Elkos direkt an Halbleiter und deren Kühlkörpern plaziert sind.

    Oft ganz ohne Zwischenraum, dass nicht einmal ein Blatt Papier dazwischen passt.

    Da sieht man in schlechten Netzteilen sehr oft Anordnungen, die zwangsläufig zu lokalisiertem Hitzestau führen.

    [...]Die Elkos müssen so nah an die zu regelnden aktiven Bauteile heran, wie möglich. Deswegen sind die Elkos auch auf Mainboards so nah um den Prozessorsockel herum platziert. Es gibt da sogar Leute, die reden von "geplanter Obsoleszenz" weil die Elkos so nah an der heißen CPU sind. Das Problem ist, diese Leute haben scheinbar keine Ahnung von Elektronik. Man darf dabei nicht vergessen, auch Leiterbahnen haben einen Widerstand, und je länger, desto höher, der die Wirkung von den Elkos dann behindert, da entstehen dann Hochpässe, Tiefpässe, Bandpässe, je nach Lage und Bauteile. Gerade bei hochfrequenten Stromänderungen ist das nicht lustig.


    Die Elkos müssen so nah an die zu regelnden aktiven Bauteile heran, wie möglich.

    Bei den Elkos im Netzteil ist nicht alleine die Länge der Anbindung entscheidend.

    Der Leiterquerschnitt ist auch wichtig. Wenn der ordentlich dimensioniert ist, kommt es auf den cm bei der Länge nicht an.



    Dieses Thema hat deshalb eine solche Bedeutung, weil eine wärmetechnisch ungünstige Plazierung der Elkos massive Auswirkungen auf deren Lebensdauer hat.

    Man sagt, ein Temperaturunterschied von zehn Grad wärmer verkürzt die Lebensdauer von Elkos um mindestens die Hälfte.

    Oder andersherum, durch zehn Grad kühler wird die Lebensdauer mindestens verdoppelt.


    Die typische Lebensdauer von 105 Grad Celsius temperaturbeständigen Elkos ist ein bis zweitausend Stunden bei 105 Grad.

    Bei 95 Grad verlängert sich das schon auf zwei bis viertausend Stunden, bei 85 Grad. schon auf vier bis achttausend Betriebsstunden.

    Das zeigt die Bedeutung einer guten Kühlung.

    Aber es legt auch nahe, dass davon auszugehen ist, dass viele Elkos in 20, 30 Jahre alten Computernetzteilen längst ein Mehrfaches ihrer Lebensdauer hinter sich haben - speziell wenn sie temperaturgeregelt gekühlt wurden.


    Deshalb muss ein Netzteilhersteller Kompromisse schliessen.

    Man kann beispielsweise durch dickere Leiterbahnen (geringerer Widerstand) die Elkos in "sichererem Abstand" zu hitzeabstrahlenden Bauteilen plazieren. Das kann leicht einen Lebensdauerunterschied um mehr als das Zehnfache bedeuten.

    Natürlich kostet sowas auch mehr in der Herstellung, und ist deshalb ein Merkmal für hochwertige Qualität.

    Doch da muss man genau hinschauen.


    Gerade bei der Breite/dem Querschnitt/der Dicke, die den Widerstand der Leitungen bestimmen, gibt es von Netzteil zu Netzteil massive Unterschiede.


    In dieser Hinsicht würde ich das "Supermicro"-Netzteil als "sehr gut" bewerten. Es hat dicke, breite Leiterbahnen, die noch zusätzlich durch beiderseitige Leiterführung sowie Verzinnung verstärkt sind.

    Folge: Es ist sowohl eine hervorragende elektrische Verbindung als auch genügend Abstand vorhanden zwischen Elkos und heissen Teilen.


     



    Normale Mittelklasse stellt im Vergleich dazu das "Antec Earthwatts" dar. Das hat zwar nur eine einseitige Platte, diese ist aber durch dicke Verzinnung mehr als ausreichend verstärkt.




    Ganz schlecht dagegen - diesbezügliches Schlusslicht in meinem Test - ist das "Fortron/FSP".

    Dort besteht die Masseverbindung der Elkos lediglich in einer nicht verzinnten, mit ca. 2mm nicht mal sonderlich breiten Leiterbahn, welche nur ein paar Mikrometer dick ist. Nicht einmal durch Verzinnung verstärkt.




    Ich denke daher auch, dass deine Gesamtbewertung der Netzteile nicht richtig ist. [...]

    Du hast z.B. ein FSP als "Fail" bewertet, würdest du mir anbieteb, ich dürfte mir ein Netzteil aus dieser Sammlung herausnehmen, ich würde genau das nehmen, ungesehen.

    Dieses war eine Ripple-Messreihe. Nichts anderes wurde in dieser Messreihe bewertet.

    Das FSP wurde als "Fail" eingeordnet, weil es mit einem Ripple von 400 mV den Grenzwert der ATX-Spezifikation um das Achtfache überschritt.

    Die diversen konstruktiven Mängel dieses Netzteils wurden nur konstatiert, aber spielten keine Rolle bei der Bewertung als "Fail".



    Weil es so wichtig ist, möchte ich deshalb nochmal betonen, dass die Beschau zweier Modelle noch keine Aussage über die generelle Qualität eines bestimmten Herstellers erlaubt.

    Jeder Hersteller hat seine "Leichen" im Keller. Modelle mit Konstruktionsfehlern, Serien, wo (meist unabsichtlich) schlechte Bauteile eingebaut wurden und deshalb ihre Tücken aufweisen usw.

    Hinzu kommt, dass viele Netzteile fremdgefertigt sind. Ein und derselbe "Hersteller" kann Netzteile haben, die zum Teil von einem guten Fertiger produziert wurden, während andere Typen/Serien von schlechten Fertigern kommen und dementsprechend mehr problematische Eigenschaften zeigen.


    Worauf es mir ankommt, ist eine Handreichung zu geben, um anhand einiger Leitmerkmale die generelle voraussichtliche Qualität von Netzteilen zu beurteilen.


    Viel zu oft beobachtet man nämlich, dass in Retroforen Leute Hilfestellung zu schlechten bis gefährlichen Netzteilen suchen.

    Oft ist es besser, nicht Zeit und Geld in die Überholung eines schlechten Netzteil zu stecken, sondern es direkt durch ein gutes zu ersetzen.

    Oder, wenn man in seinem Fundus mehrere Netzteile hat, kann man sich so die besten heraussuchen.

  • Danke für den Bericht. Sehr interessant. :)


    Allerdings finde ich es nicht wirklich schade, wenn jemand eben mal alle Elkos auf Board und Netzteil tauscht. Wenn ich 30 Jahre alte Elkos durch neue ersetze, glaube ich persönlich kaum, dass man da was schlimmer macht. Zumal - zumindest ich - dann die besseren Elkos kaufe. Klar, kann man da dann auch wieder einen fehlerhaften erwischen. Aber das Risiko ist mir lieber, als mit einem "Uralt-Elekto-Verhau" ein größeres Risiko einzugehen.

    Und das man früher ausschließlich Super-Duper-Elkos verbaut hat, die zig Jahrzehnte halten (wie man es ja häufig als Reaktion auf einen Recap liest), auch das bezweifele ich stark. Man weiss auch nie, wie ein Gerät vorher betrieben und gelagert wurde. Und bevor man alles durchmisst und prüft, kann man auch gleich tauschen. Aber das ist halt meine Meinung.

    • Offizieller Beitrag

    Danke für den Bericht. Sehr interessant. :)


    Allerdings finde ich es nicht wirklich schade, wenn jemand eben mal alle Elkos auf Board und Netzteil tauscht. Wenn ich 30 Jahre alte Elkos durch neue ersetze, glaube ich persönlich kaum, dass man da was schlimmer macht. Zumal - zumindest ich - dann die besseren Elkos kaufe. Klar, kann man da dann auch wieder einen fehlerhaften erwischen. Aber das Risiko ist mir lieber, als mit einem "Uralt-Elekto-Verhau" ein größeres Risiko einzugehen.

    Und das man früher ausschließlich Super-Duper-Elkos verbaut hat, die zig Jahrzehnte halten (wie man es ja häufig als Reaktion auf einen Recap liest), auch das bezweifele ich stark. Man weiss auch nie, wie ein Gerät vorher betrieben und gelagert wurde. Und bevor man alles durchmisst und prüft, kann man auch gleich tauschen. Aber das ist halt meine Meinung.

    Es gibt meiner Meinung nach nichts ärgerlicheres als einen schön heraus geputzeten Rechner bei den nach wenigen Minuten Freude das Netzteil versagt weill die Elkos den Stress den reformierens nicht durchhalten.

    Bei den modernen Schaltnetzteilen gehören die Elkos und Netztfilter X/Y getauscht wenn das Gerät schon offen ist und nachweislich für viele Jahre ausgeschaltet rumgestanden hat.

    Bei den linear geregelten Netzteilen davor sollte man zumindest ein schonende Refomierung in Betracht ziehen. Gerade diese riesen Becherelkos sind kaum noch zu bekommen. Eigentlich sind genau diese unkaputtbar wenn man sie langsam an ihr neues Leben gewöhnt.


    Und ja, früher waren das SuperDuper Elkos ...

  • Es gibt meiner Meinung nach nichts ärgerlicheres als einen schön heraus geputzeten Rechner bei den nach wenigen Minuten Freude das Netzteil versagt weill die Elkos den Stress den reformierens nicht durchhalten.

    Bei den modernen Schaltnetzteilen gehören die Elkos und Netztfilter X/Y getauscht wenn das Gerät schon offen ist und nachweislich für viele Jahre ausgeschaltet rumgestanden hat.

    Superwichtiger Punkt! :thumbup:


    Da das ja ein sozusagen "gewaltsames Reformieren" ist, kommt es bei manchen Elkos halt auch zum Versagen. Entsprechend deren jeweiligen Zusammensetzung sind einige (Roederstein z.B. gerade wieder ein Fall im Forum) anfälliger als andere. Die grossen japanischen Marken sind ja für ihre Zuverlässigkeit bekannt.


    Die Frage ist nun bei Schaltnetzteilen, bei denen die letzte Betriebszeit unbekannt ist:

    Wie lange muss man reformieren durch Betrieb an einer ohmschen Minimallast (um die Elko-Belastung zu minimieren), bis man sich einigermassen sicher sein kann, dass die Elkos das Reformieren überstanden haben, und nicht mehr mit einer ärgerlichen Überraschung nach der Inbetriebnahme rechnen muss?


    Was denkt Ihr dazu?

  • Macht das mal bißchen plastischer - Was genau macht man da dann am Besten ? Ein altes Netzteil, was lange rumgelegen hat erstmal nur mit einem leeren Board (keine Laufwerke, evtl. kein Prozessor/RAM) über mehrere Stunden laufen lassen ??



    (unter Reformation habe ich mir - spätestens seit 2017 - immer was ganz anderes vorgestellt ...)

    -- 1982 gab es keinen Raspberry Pi , aber Pi und Raspberries

    • Offizieller Beitrag

    Macht das mal bißchen plastischer - Was genau macht man da dann am Besten ? Ein altes Netzteil, was lange rumgelegen hat erstmal nur mit einem leeren Board (keine Laufwerke, evtl. kein Prozessor/RAM) über mehrere Stunden laufen lassen ??



    (unter Reformation habe ich mir - spätestens seit 2017 - immer was ganz anderes vorgestellt ...)

    Ich läute den Elko-Reformationstag ein ...


    Ein Schaltnetzteil kannst du nicht so einfach reformieren. Entweder stirbt der Gleichrichter wegen dem geringen Widerstandswert der Primärelkos oder aber das Schaltnetzteil "zündet" nicht, das ist ein typische tackern wenn die Sekundärtseitigen Elkos eine viel zu hohe Stromaufnahme haben. Die Regelung kommt erst gar nicht in die Gänge.

    Ärgerlicher ist es aber, wenn das Schaltnetzteil anläuft und dann nach wenigen Minuten die Elkos aufblasen. Dann kann zu Spannunsspitzen und massiven Regelfehler führen. AT/ATX Netzteile teste ich immer für eine Stunde an Verbastelboards.

    Leider kannst du auch nicht das Prinzip der vorgelagerten Glühbirne zur Strombegrenzung bei Schaltnetzteilen verwenden, das Schaltnetzteil wird entweder gar nichts machen oder sogar durch die Strombegrenzung einen defekt erleiden.

    Bei linearen Netzteilen geht das hingegen recht gut wenn man vorher die Last weg nimmt. Die Elkos an sich sind ja schon Last genug.

    Das sicherste ist immer die Elkos zum reformieren ausbauen, dann kann man die aber auch bei Schaltnetzteilen direkt erneuern wenn es eine Standardbauform ist.

  • Um es mal plastisch zu sagen:

    "Formieren" ist nichts anderes als die Bildung der elektrisch sperrenden Schicht zwischen den beiden Folien.


    Da ist ja in der Regel ein flüssigkeitsgetränktes Papier drin.

    Bei Anlegen eines Gleichstroms wandern die einen Teile zum Pluspol, die anderen zum Minuspol.

    Die Sperrschicht baut sich langsam auf und der Leckstrom verringert sich.


    Daher erfolgt das Formieren mit langsam ansteigender Spannung.

    So wird die schädigende Wärmeentwicklung durch den Leckstrom minimiert.


    Diese sperrende Schicht benötigt aber zu ihrem Erhalt quasi wie eine Batterie mehr oder weniger ständige/regelmässige Nachladung, bzw "Ladeerhaltung", eben durch Anwesenheit einer Spannung (d.h. Betrieb).


    Je nach Zusammensetzung/Qualität/Historie/Zustand des jeweiligen Elkos unterscheidet sich die Qualität dieser Sperrschicht.

    Der Leckstrom nimmt bei geschwächter/mit der Zeit abgebauter Sperrschicht zu.

    Bei guten Elkos ist er gering, so dass beim "gewaltsamen" Re-Formieren direkt bei voller Betriebsspannung nach langer Betriebspause sich keine Auffälligkeiten zeigen. Nach dem Wiederaufbau der Sperrschicht ist der Leckstrom wieder normal und die Re-Formierung abgeschlossen.


    Schlechte Elkos heizen sich auf.

    Sie platzen oft auf.

    Oder die Becher fliegen als Geschosse durch die Gegend (sehr gefährlich! kein Spass!)

    Oder sie trocknen aus, während sie optisch unauffällig bleiben.


    Wegen des geringen Abstandes der Folien kommt es gerne auch zu veritablen Kurzschlüssen mit Folgeschäden.

    2 Mal editiert, zuletzt von 6502 ()

  • "Formieren" ist nichts anderes als die Bildung der elektrisch sperrenden Schicht zwischen den beiden Folien.

    Aber das macht doch jeder Kondensator automatisch? Das ist schließlich seine Funktion! Elektrische Ladung aufbauen. Und das muss er auch können, wenn er komplett entladen ist. Man kann ja nicht dem Endkunden zumuten, wenn er mal ein Gerät ein paar Tage unbenutzt im Regal stehen hat, dass er sich einen einstellbaren Trafo vorhält, an dem er das Gerät langsam hochfahren kann...


    Es geht da IMHO um was anderes. Dieses "Dielektrikum" zwischen den leitenden Schichten ist meistens etwas zumindestens zum Teil flüssiges, z.B. in eine Flüssigkeit getränktes Papier zwischen Metallfolien (bei sehr alten Elkos). Oder es ist eine metallbedampfte Folie (die selbst nicht leitend ist und gleichzeitig das Dielektrikum bildet, die Metallbedampfung bildet die "Platten"), 2 Lagen, aus denen der Kondensator gewickelt wurde. Durch lange Lagerung mit Nichtbenutzen tut sich ja trotzdem physisch/chemisch was in dem Kondensator. Sei es, dass das Dielektrikum austrocknet, ausläuft, irgendwie chemisch reagiert oder sowas oder dass sich dadurch "Folgebewegungen" der zwei Metallschichten ergeben. Letztendlich kann es passieren, dass die leitenden Schichten aufeinmal miteinander direkten Kontakt haben. Das würde einen Kurzschluss bedeuten. Ich habe da mal gelernt, dass es "selbstheilende Elkos" (quasi alle modernen Elkos seit den 1980ern) gibt, da wird dann die metallische Schicht an der Stelle, wo der Kurzschluss ist, durch die Stromfluss verursachte Hitze wegdampft, womit der Kurzschluss dann schnell beseitigt ist, aber eben mit Hitze trocknet man auch das verbliebene Dielektrikum drumherum weiter aus. Mit dem Trafo und langsammen Hochfahren der Spannung kann man diesen Vorgang etwas schonender durchführen. Aber, wichtig, der Kondensator verliert durch diesen Selbstheilungsprozess auf jeden Fall Kapazität, weil die Oberfläche der "Platten" geringer wird. Im Extremfall ist auf jeden Fall ein Tausch notwendig.


    Hier nochwas für sehr alte Elkos: https://www.radiomuseum.org/forum/elkos_neu_formieren.html

  • "Formieren" ist nichts anderes als die Bildung der elektrisch sperrenden Schicht zwischen den beiden Folien.

    Aber das macht doch jeder Kondensator automatisch? Das ist schließlich seine Funktion! Elektrische Ladung aufbauen.

    Nein, es geht um die Bildung der nichtleitenden Aluminiumoxydschicht im Elko, welche den Leckstrom durch den Elektrolyten (flüssig!) begrenzt, idealerweise auf Null.

    Diese Oxidschicht löst sich ohne angelegte Spannung allmählich auf, wird also während Nichtbetrieb dünner.


    Das Formieren baut diese Oxydschicht (wieder) auf.

    Man kann sich das wie z.B. Neugalvanisieren einer abgenutzten/angelösten Beschichtung vorstellen.



    Mit dem Trafo und langsammen Hochfahren der Spannung kann man diesen Vorgang etwas schonender durchführen. Aber, wichtig, der Kondensator verliert durch diesen Selbstheilungsprozess auf jeden Fall Kapazität, weil die Oberfläche der "Platten" geringer wird. Im Extremfall ist auf jeden Fall ein Tausch notwendig.

    Das ist richtig - "gewaltsames Formieren" ist in jedem Falle nachteilig für die Elkos und reduziert deren Restlebensdauer.

    Aber wenn die Alternative Entsorgung des Geräts lauten würde, ist meiner Meinung nach vertretbar, einen Versuch zu unternehmen.

    • Offizieller Beitrag

    Mit dem Trafo und langsammen Hochfahren der Spannung kann man diesen Vorgang etwas schonender durchführen. Aber, wichtig, der Kondensator verliert durch diesen Selbstheilungsprozess auf jeden Fall Kapazität, weil die Oberfläche der "Platten" geringer wird. Im Extremfall ist auf jeden Fall ein Tausch notwendig.

    Es geht in erster Linie um eine Strombegrenzung und mit dem passenden Stromgeregelten Netzteil lassen sich die meisten Kondensatoren wieder in einen sehr guten Zustand versetzen. Ich habe hier nachweislich Kondensatoren, diesen dicken Becherelkos mit Schraubanschlüssen, die nach dieser Kur ihre Nennkapazität erreichen. Die Oxidschicht braucht halt Zeit um sich wieder zu bilden. Gerne auch mal Tage.

  • Die Oxydschicht (Isolation) löst sich auf?


    Das war mir unbekannt. Aber das macht man wirklich besser außerhalb des Netzteils an einer Schaltung wie es in dem Radioforum nachlesen kann. Wobei man dann, wenn es die Kapazität noch neu zu kaufen gibt, doch besser gleich einen neuen Elko einbaut?

    1ST1

  • Es geht in erster Linie um eine Strombegrenzung und mit dem passenden Stromgeregelten Netzteil lassen sich die meisten Kondensatoren wieder in einen sehr guten Zustand versetzen. Ich habe hier nachweislich Kondensatoren, diesen dicken Becherelkos mit Schraubanschlüssen, die nach dieser Kur ihre Nennkapazität erreichen. Die Oxidschicht braucht halt Zeit um sich wieder zu bilden. Gerne auch mal Tage.

    Ein interessantes Phänomen dabei ist, dass der Leckstrom spannungsabhängig ist.

    Bis zur Formierungsspannung ist er klein. Darüber steigt er an.

    Es empfiehlt sich also, immer etwas höhere Formierungs-Endspannung zu wählen als die voraussichtliche Betriebsspannung.

    Leicht machbar mit Stelltrafo, da kann man ruhig bis 24xV gehen.

    Bei Röhrengeräten muss bei Heizung über den Trafo immer der Heizkreis unterbrochen werden, um Unter/Überheizung zu vermeiden!



    Bewertung von Netzteilen: Elkos im Hitzemantel - gut oder schlecht?


    Beim Decappen fiel mir im Fortron/FSP-Netzteil die hohe Anzahl von mit Schrumpfschlauch überzogenen Elkos auf.

    Interessanterweise befanden sich diese Elkos in den Bereichen des Netzteils, welche quasi im "toten Winkel" der Lüftung waren.


    Dass Elkos mit einer Extralage Schrumpfschlauch überzogen werden, kommt sehr selten vor.

    Meist zum Zwecke der Isolierung von benachbarten heissen Bauteilen.


    Die Fotos veranschaulichen die Plazierung dieser Elkos im Fortron-Netzteil:

    Ein Elko, direkt angepresst an zwei heisse Induktivitäten. In einer Gehäuseecke, weitestmöglich vom Luftstrom entfernt.


     


    Da leuchtet die Notmassnahme des zusätzlichen Schrumpfschlauchs natürlich ein.

    Ohne war es wohl einfach zu heiss, um die Garantiezeit durchzuhalten.


    Elkos im Schwitzmantel sind im Fortron zahlreich zu finden, alle im lüftungsmässig toten Winkel und direkt an heissen Teilen plaziert.



    Da haben die Elkos kaum noch Möglichkeit, ihre Wärme abzugeben.



    Mein Fazit:

    Der Hersteller hat meinem Eindruck nach zu Verzweiflungsmassnahmen greifen müssen, um die Folgen der Hitzebelastung aufgrund seiner Komponenten-Plazierung soweit in den Griff zu bekommen, dass der Rücklauf innerhalb der Garantiezeit nicht überhandnimmt.


    Ich persönlich würde derartige Fehlkonstruktionen eigentlich nicht zum Recappen empfehlen, stattdessen zur Entsorgung raten.

    Doch aus Neugier habe ich auch für das Fortron Ersatzelkos bestellt, welche heute angekommen sind.

    Werde wohl nachher mit dem Recappen beginnen.

  • Noch eine interessante Beobachtung beim Fortron-Netzteil.


    Beim Abwischen des Feinstaubs im Bereich zwischen Leiterbahnunterseite und Gehäuse fiel mir ein mit Wärmeleitpaste angeschmutzter Streifen auf.

    Zuerst reinigte ich diesen Streifen gedankenlos, um mich dann zu fragen "WTF?"



    Das passte zum Kühlkörper im "toten Winkel" der Lüftung - siehe die WLP-Reste.


     



    Entsprechende Bohrungen (überklebt mit dem rosa Aufkleber) befinden sich am Gehäuse.

    Angesichts der erkennbaren Schrumpfschlauch-Verzweiflungsmassnahmen des Herstellers gehe ich davon aus, dass die den Kühlkörper ans Gehäuse angeschraubt hätten statt dort Isolation anzubringen, wenn der Kühlkörper auf Erdniveau wäre.


    So beschleicht mich ein unschönes Gefühl.

    Man kann da mit blossen Fingern leicht Netzspannung berühren.

    Ob das noch als konform zur Schutzart IP 20 einzuordnen ist, kann ich als Laie nicht beurteilen.



    Doof ist beim Handling auch, wenn der Ventilator fest ans Board angelötet ist.

    Selbst mit Robotron-Platinenhalter ist die Handhabung umständlich.


  • Fortron, fortgesetzt :shock:


    Nachdem ich die neuen Elkos mit Schrumpfschlauch bezogen habe, wie die alten es waren, habe ich mir mal die Stellen angesehen, wo die beschrumpften Elkos verbaut waren.


    Mehrseitig hautnah an heissen Bauteilen.


     



    Beim Zusammenbauen sah ich mir diesen komischen Kühlkörper nochmal an, der offensichtlich in dem ursprünglichen Design als dritter Befestigungspunkt vorgesehen war (siehe Gewindebohrung + passendes Loch im Gehäuse).

    Er war lediglich durch diese dünne, weiche Kühlmatte isoliert vom Gehäuse.


     


     


    Meiner Meinung nach mindestens grenzwertig:

    • das Netzteilboard ist mit nur zwei Schrauben befestigt
    • der dritte vorgesehene Befestigungspunkt, der oben gezeigte Kühlkörper, kann wegen Planänderung nicht mehr genutzt werden
    • das ganze ist beweglich, der Kühlkörper kann sich durch das Wärmeleitpad durchscheuern/durchdrücken

    Dass hier die Mindestabstände Netzspannung-Erdung eingehalten werden, erscheint mir nicht sonderlich wahrscheinlich.


    Um den Erfolg des Recappens testen zu können, bevor das Netzteil aufgrund seiner Gefährlichkeit entsorgt wird, habe ich als Behelfsisolierung eine TO-3-Glimmerscheibe mit Kapton befestigt.




    Man muss sich das mal vorstellen...

    ...da hätte man nur mit dem Fingernagel durch das dünne rosa Wärmeleitpad drücken brauchen müssen, um sich einen netten Schock zu holen!



    Ob das die vom TÜV-Rheinland geprüfte Bauart ist, da habe ich grösste Zweifel!




    Das ist immer so ärgerlich, wenn man sich Mühe mit einem Teil macht, und dann feststellt, dass man es wegwerfen muss!

    2 Mal editiert, zuletzt von 6502 ()

  • ich hab hier ein Netzteil-Board, das nur dann anläuft, wenn es im Gehäuse verschraubt ist - sprich:


    mindestens die Masse wird direkt über das Gehäuse-Blech transportiert... wenn nicht sogar irgend ein Signal?


    das halte ich ebenfalls für Grenzwertig

    ich bin signifikant genug:razz:

  • ja gut - eine CBM Floppy hat aussen nochmal ein Kunststoff-Gehäuse


    ...aber wenn ich überlege - ich hab öfters mal ein PC-Netzteil "nur so" aufm Tisch liegen - ich hab eigentlich keinen Bock, dass da - aus welchen Gründen auch immer "zufällig" aufm Gehäuse mal die Phase drauf is....


    ich hab hier 2polige Verdrahtung im Haus - da GIBT es noch keinen PE - geschweige denn einen FI-Schutzschalter etc.

    ich bin signifikant genug:razz:

  • LOL


    ich bin ja drüber - aber das Haus hat 300qm Wohnfläche - alles auf einmal schaff ich nicht - bis jetzt hab ich das Erdgeschoss fertig und den 2. Stock


    ...aber im 1. Stock ist alles unter Putz - ich werd bestimmt nicht alle Wände aufklopfen, nur um 1 Ader zusätzlich rein zu ziehen


    ausserdem gilt hier "Bestandsschutz" - solange es so unangetastet bleibt, darf es auch so betrieben werden

    ich bin signifikant genug:razz:

  • Klassische Nullung, alte Installation mit geringem Querschnitt, das kann gefährlich sein.

    Kabel (LAN, Drucker, etc) können sich entzünden.

    Sollte m.E. auch in den Wissensdatenbank-Sicherheitshinweisen abgehandelt werden.


    Shadow-aSc Zum Schutz gegen Neutralleiterbruch:

    Als Alternative zum grossflächigen Aufreissen der Wände käme ggf.auch die Verlegung eines separaten PE-Leiters hinter der Scheuerleiste in Betracht. Lass Dich vom Elektriker beraten.

  • ..welche Scheuerleiste? - die Wände sind mit Rauputz, die Böden aus Holz (übrigens sogenannter Fehlboden) ... also jede Menge Schrott drin - halt alles, was man kurz nach dem 1. Weltkrieg so gefunden hat - Baujahr 1904


    ich werd aber gern mal meinen Lehrling fragen, ob er mich dahingehend beraten kann - immerhin lernt er ja gerade Elektriker Fachrichtung Produktionselektronik - da wird schon bissl Hausinstallation auch mit einfliessen - sobald der Techniker mal Zeit hat, ihm das zu erklären


    : Ironie-Mode off


    so - jetzt bitte aber wieder zurück zum Hauptthema - ansonsten soll diese Diskussion mal bitte ein Admin in einen seperaten Thread auslagern:

    Titel: das Forum erklärt, warum man alte Häuser sofort nach Erwerb komplett umzubauen hat - auch, wenn grad kein Budget zur Verfügung steht..

    ich bin signifikant genug:razz:

    Einmal editiert, zuletzt von Shadow-aSc ()