Saba 7140 Eine konservative Überarbeitung

Hallo die Runde,

diese beiden Roedersteine haben dem Äußeren nach ihr Leben hinter sich. Sie stammen aus Dual CV1600 Nummer 2, der zum Überholen bei mir weilt. Das Bild zeigt sie im Anlieferungszustand. Ich habe sie nur ausgebaut. Bei dem einen kann man durch das Loch, wo mal der Gummistopfen saß, auf den Wickel schauen, der andere ist ebenfalls vollkommen verkrustet mit eingetrocknetem Elektrolyt.

Ich war neugierig, was da wohl noch an Funktion da ist und hatte mit deutlichen Unterschieden gerechnet. Mittels Laden über einen Widerstand habe ich die Zeitkonstante bestimmt und daraus die Kapazität berechnet. Beide besitzen mit ca. 12 mF das, was man vom Neuteil erwarten würde. Dann habe ich sie auf 20 V aufgeladen und stehen gelassen. Das war gestern. Nach 20 Stunden auf der Werkbank wiesen heute beide noch 13 Volt an ihren Anschlüsssen auf.

Frage 1:
Wie lange dauert das denn, bis ein Elko dieser Größe bei offenem Stopfen austrocknet? Wie lange der Stopfen schon fehlt, weiß ich nicht. Als der Verstärker die Reise zu mir antrat, war der Kondensator jedenfalls schon offen. Minimum sind also 8 Tage, vermutlich aber schon wesentlich länger

Frage 2:
Die Kapazität bei langsamer Ladung ist unauffällig, ebenso der Reststrom. Wie kann man den Zustand eines Ladeelkos zuverlässig beurteilen? Wäre der Vergleich der sich einstellenden Ripplespannung bei einer Last von, sagen wir 5 oder 10 Ampere, die bessere Variante, da nahe an der Anwendung? ESR, hier vielleicht noch im Milliohmbereich, kann ich leider nicht messen.

Viele Grüße,
Christian

Ein interessanter Fall -- sie würden sehr wahrscheinlich in der Schaltung noch klaglos funktionieren ... ich hatte einmal einen relativ ähnlichen Fall, auch mit fehlendem Gummistopfen, aber sonst noch besser in Schuss. Da nach den Messungen alles im Lot war (und der Spannungsabfall auch nach einer Woche noch eher gering), habe ich einen neuen Stopfen draufgemacht und sie weiter verwendet. Das war vor fast 10 Jahren (!), die laufen immer noch ...

Würde ich hier natürlich nicht mehr machen, da sich auch optisch schon deutliche Spuren zeigen. Wenn die Elko noch neu wären, hätte man nach einem Tag auch eher weniger Spannungsabfall als 7 V. Normal würde ich hier auch vermuten, dass irgendeine Flüssigkeit draufgelaufen ist --- vielleicht Kola ? Stammen die aus einem Kneipengerät ?

Besten Gruss,

Michael

Hallo Christian,

Hier sind die Überdruckentlastungen im Boden. Bei der etwas älteren Bauart waren sie oben in der Bechermitte. Es ist gar nicht so selten, dass man diese Becherelkos von 10mF/40V trotz fehlendem Gummistopfen noch voll funktionsfähig vorfindet. Weitere Benutzung verbietet sich aber a.a. durch den oft stark fischigen (sehr unangenehmen Geruch), den der Elektrolyt entwickeln kann. Zum anderen aus Sicherheitgründen. Der Elektrolyt enthält vermutlich Dimethylformamid, ein Lösungsmittel, das einen zwar nicht umbringt, inzwischen aber überall verbannt ist, wo man dessen Dämpfen ausgesetzt werden kann.

Zu Deiner Frage 1:
Wie lange dauert das denn, bis ein Elko dieser Größe bei offenem Stopfen austrocknet? Wie lange der Stopfen schon fehlt, weiß ich nicht. Als der Verstärker die Reise zu mir antrat, war der Kondensator jedenfalls schon offen. Minimum sind also 8 Tage, vermutlich aber schon wesentlich länger.

Das kann so natürlich nicht beantwortet werden, denn es kommt dabei sehr auf die Temperatur an.
Im normalen Betrieb dürften diese Elkos im CV1600 keine Eigenerwärmung haben, ihr ESR ist ausreichend niedrig (typisch ca. 1mOhm, sicher < 5 mOhm). Bei längerem Betrieb des Verstärkers werden sie aber durch die dort herrschende Innentemperatur etwas beheizt. Es kommt dann darauf an, wie lange der Verstärker in Betrieb war und mit welcher Leistung. Das Austrocknen wird durch die Verdunstungsrate dieser drei Lösungsmittel bestimmt:

a) Dimethylformamid, Siedepunkt 153°C, Dampfdruck bei 20°C: 3,5mbar; Sicherheitsdaten: gestis.itrust.de/nxt/gateway.d….htm&vid=gestisdeu:sdbdeu
b) gamma-Butyrolacton, Siedepunkt 206°C, Dampfdruck bei 20°C: 0,34mbar; Sicherheitsdaten: gestis.itrust.de/nxt/gateway.d…es$fn=default-doc.htm$3.0
c) Ethylenglycol, Siedepunkt, Siedepunkt 198°C, Dampfdruck bei 20°C: 0,08mbar; Sicherheitsdaten: gestis.itrust.de/nxt/gateway.d…es$fn=default-doc.htm$3.0

Da Dimethylformamid den grössten Dampfdruck der verwendeten Lösungsmittel hat, kann man sich daran als geschwindigkeitsbestimmende Komponente der Austrocknung orientieren. Da Wasser bei 20°C einen Dampfdruck von 23,4mbar hat, gibt dies als Vergleichswert einen relativen massstab. Es braucht also wenigstens die 6-fachen Zeit veglichen mit Wasser, dass der Elektrolyt verdampft. Die relativ kleine Öffnung im Becher und ddie Behinderung des Verdampfens durch den Einschluss im Wickel muss auch berücksichtigt werden. Es dauert Wochen oder Monate, bis bei fehlendem Stoffen der Elko austrocknet - je nach Temperatur.

Ich hatte mir auch früher die Frage gestellt, ob man bei immer noch vorhandener Nennkapazität und immer noch eingehaltenem ESR (gleicher Wert wie Neu-Elko)...
a) durch schonendes Neuformatieren des Elkos ohne Gummistopfen
b) anschliessendes Wiedereinsetzen des (gefundenen) Stopfens

den Elko weiterverwenden kann.

Anfänglich sieht das auch positiv aus. Es stellte sich aber heraus, dass ein Elko, der einmal seinen Stopfen verloren hat, über die Zeit wieder so viel Innendruck aufbaut, dass es den Stopfen wieder abbläst. Die Antwort war also negativ - meine Erfahrung. Ich erneuere dann immer beide Elkos (sind ja meist Paare).


Frage 2:
Die Kapazität bei langsamer Ladung ist unauffällig, ebenso der Reststrom. Wie kann man den Zustand eines Ladeelkos zuverlässig beurteilen? Wäre der Vergleich der sich einstellenden Ripplespannung bei einer Last von, sagen wir 5 oder 10 Ampere, die bessere Variante, da nahe an der Anwendung? ESR, hier vielleicht noch im Milliohmbereich, kann ich leider nicht messen.

Reststrom ist in diesem Fall ein guter Indikator zusammen mit Kapazität. Sonst, wenn man ihn messen kann, noch ESR, der ein guter Alterungsindikator bei Elkos ist.

Gruß
Reinhard

Ja, guter Punkt -- wenn der Stopfen durch Druck fliegen ging, ist es heikel. Aber zuweilen sind diese Stopfen bei den alten Roederstein-Elko soweit hochstehend, dass sich auch mal mechanisch nicht sehr fest sitzen, und dann rausgehen, weil man drankommt. In jedem Fall sind diese dicken Elkos aber Sondermüll, und dürfen nicht mit dem Hausmüll entsorgt werden. Sie werden nicht mal bei jeder Sammelstelle angenommen. Für 4 Stück 33 000 uF bei 63 V von ROE, die hin waren, musste ich neulich sogar 50 Cent pro Stück bezahlen ...

Besten Gruss,

Michael

Wie dicht ist denn so ein Elko wenn der Stopfen sitzt ? So weit ich mich erinnere, hat ROE bei ihren dicken Brummern einen Einbau mit Stopfen nach oben empfohlen, also stehend, oder liegend mit Stopfen an der oberen Seite.

Michael

Danke für die umfassenden Auskünfte, speziell an Reinhard. Die Elkos sehen den Verstärker nie wieder, das war schon vorher klar. Ich fand den Aspekt nur teilenswürdig, dass die Kapazitätsbestimmung die offensichtlichen Schäden nicht aufgedeckt hat.

Mit den niedrigen Dampfdrücken der Hauptbestandteile ist auch klar, dass die Zeit bis zur Durchtrocknung sehr lang dauert. Ethylenglykol kenne ich von Berufs wegen recht gut. Es verflüchtigt sich bei Umgebungsatmosphäre nur in äußerst geringem Maße. Außerdem neigt es dazu, Wasser aus der Umgebungsluft zu ziehen. Lässt man eine Schale mehrere Tage offen in Raumluft stehen, werden schon mal Wassergehalte von über 10% erreicht.

Viele Grüße,
Christian

Ah ja, ich erinnere mich an diese Elkos ... da muss ja ein Korrosionsprozess von innen her abgelaufen sein, denn im Bereich des Schrumpfschlauches ist eine Einwirkung von aussen ja gar nicht moeglich. Bei denen im Dual: Dort sitzen sie doch mit den Anschluessen nach oben, oder ? Frage dann: Wie kann da eine Korrosion dieser Art auftreten ? Zumal es ja so aussieht, als ob davon auch die Kunststoffplatte betroffen ist ?

Michael

Hallo Michael,

ja, im Dual CV1600 sitzen sie mit der Kontaktplatte nach oben. Korrosion kann ich nicht entdecken, nur eingetrocknet Flüssigkeit, die die braune kristalline Kruste hinterlassen hat. Für Colarückstände ist sie übrigens nicht klebrig genug.

Viele Grüße,
Christian

Aber woher kommt der Riss im Deckel des rechten Elkos im Bild ? Oder täuscht das ?

Michael

Hallo Achim,

ja, die guten grünen Nichicon MUSE! Audio-Elko Marke von Nichicon. Ich glaube, Elna Silmic gibt es nicht bipolar.

Ich habe übrigens einen interessanten Hörvergleich gefunden. Dort ist Elna Silmic der Testsieger. Panasonic FC 50V und 100V Standardqualität schlagen sich aber auch nicht schlecht.
tech.juaneda.com/en/articles/electrolyticcapacitors.html

Gruss,
Reinhard

Diese bipolaren Typen von Nichicon setze ich seit einigen Jahren immer wieder ein, und war stets zufrieden. Ebenso mit den bipolaren von Frolyt, und den roten von Roederstein (!) --- letztere mit der Einschränkung, dass sie nur an Stellen zum Einsatz kommen, die nicht warm werden.

Besten Gruss,

Michael

p.s.: Dem Klangtest der Elkos würde ich nicht viel Gewicht geben, weil die Black Gate zu gut abschneiden. Speziell zu denen gibt es eine Reihe von kritischen Stimmen, anders als bei Elna.

Moin Achim,

also, ein Netzteil soll doch eine ideale Spannungsquelle nachahmen, so gut es halt geht. Dazu muss insbesondere der Innenwiderstand frequenzunabhaengig klein sein --- und genau daran hapert es zuweilen. Wenn der Innenwiderstand des Elkos schon im Hoerbereich nennenswert zunimmt, kann das einen Einfluss haben, ja nach folgender Schaltung. Alle Ansaetze von speziellen Netzteilanbietern (wie T. Pardo etc.) setzen hier an. Aber m.E. ist das eine "falsche" Baustelle in dem Sinne, dass bei guter Dimensionierung, wie Du schreibst, der Einfluss klein ist. Das waere vielleicht mal etwas fuer einen eigenen Thread, es gibt da einige interessante "Twists" ...

Besten Gruss,

Michael

Moin Leute.
Es gibt nicht die eine seligmachende Netzteil-Philosophie.
Die Ansätze sind grundverschieden.

Gerne kann man das weiter diskutieren, wenn dazu Vorlagen auftauchen.

Es gibt Anwendungen in denen der Ladeelko (genaues Funktionsbild bitte selber anlesen) nicht besonders niederohmig sein soll, der Lade- und/oder Entlade-Widerstand wird absichtlich erhöht ausgeführt. Es ist also auch falsch immer und ohne Ausnahme einen niedrigen RI als Maß aller Dinge anzusehen. Zur Normal-Auslegung (Ladefaktor / Siebfaktor) gibt es seit Jahrzehnten beständige Faustformeln.

Jeder Hersteller kocht darüber hinaus seine eigene Suppe, was die Klangunterschiede zwischen annährend gleich aussehenden sonstigen Schaltungsdesigns genügend erklärt.

Exakt -- im 92xx ist die Qualität der Pufferelkos wichtiger, und dort ist dann Ersatz durch Panasonic FC etc. sehr gut. Bei den Endstufen ist der Engpass dann sowieso die kanalungleiche Zuleitung über Klingeldrähte, was m.E. auch der Grund ist, warum die extra Pufferelkos von 470 ... 1000 uF direkt unter den Platinen (so man sie denn nachrüstet) einen so deutlichen Einfluss haben.

Elkos mit niedrigem ESR müssen aber nicht generell geeignet sein -- manche sind vielleicht dann bei hohen Frequenzen besser als bei tiefen (?). Und so ein "Tester" verteufelt doch die Höhen ... oder ? Wird dann als "analytisch" abgetan, bevor es nicht schön "rund" klingt ...

Man kann das aber auch anders testen, und dann z.B. schauen, welche hohen Frequenzen wo in der Schaltung Ärger machen. Probleme können entstehen, wenn HF demoduliert (z.B. an der ersten Nichtlinearität) und dann wirklich klangrelevant werden. Daher ist es besser, hochfrequente Anteile auf den Spannungen erst gar nicht hereinzulassen. Bei meinen eigenen Basteleien nehme ich daher (wie schon geschrieben) ein Pi-Filter. Dann bleiben noch die echten Einstrahlungen, die wird man so nicht los.

Besten Gruss,

Michael

Michael, das sind wichtige Anmerkungen die ich gerne detailliert aufgreife.

im 92xx ist die Qualitaet der Pufferelkos wichtiger,

Das ist das Prinzip, den Innenwiderstand am Ort des Geschehens, mit direkter Sprungantwort am Objekt, zu minimieren, Plus und Minus an der Stelle für alle Frequenzen ac-mäßig kurzzuschließen. Mit dem reinen Ladeelko als Funktionsteil der Verfügbarmachung von Gleichspannung hat das nichts mehr zu tun, der sitzt ja auch nach wie vor im Netzteil wo er seine Hauptaufgabe erfüllt.

Bei den Endstufen ist der Engpass dann sowieso die kanalungleiche Zuleitung ueber Klingeldraehte, was m.E. auch der Grund ist, warum die extra Pufferelkos von 470 ... 1000 uF direkt unter den Platinen (so man sie denn nachruestet) einen so deutlichen Einfluss haben.

In mehrfacher Hinsicht sogar.
Die "Klingeldrähtchen" waren erstens ausreichend (den Entwicklern) und zweitens sind sie ein gewisser kleiner Vorwiderstand, der klangbestimmend werden kann in dynamischer Betrachtung, zusammen mit dem Puffer-Elko vor Ort ergibt sich eine Zeitkonstante der zusätzlichen Siebung, besonders wenn beide leerlaufen, also Ladekondensator und vor Ort Puffer, wird wirkunghvoll ein unterschwellig verminderter dynamischer Störabstand der das Klangbild empfindlich stört, vermindert werden für die Laufzeit einzelner Impulse.

Elkos mit niedrigem ESR muessen aber nicht generell geeignet sein

Mit diesem Elko-Typus verbinden sich ganz bestimmte spezifische Eigenschaften, die als Ganzes betrachtet nützlich sind für Schaltnetzteile unter erhöhter aber eng begrenzter Frequenz bei großer Stromlieferfähigkeit im Arbeitsbereich.
Das hat alles mit Audio überhaupt nichts zu tun, bei Audio möchte man über den gesamten NF-Gang möglichst ebenmäßige Eigenschaften.
In der Praxis sind die Kondensatoren heute so breitgefächert das sie auch als ESR-Typen in Audio-Anwendungen laufen, aber das sie dafür besonders gut sind ist ein Hackenschuß und Hype bei dem sich gane Gruppen einfinden um dann einer dem anderen nach dem Maul zu reden.
Impedanzanstieg verhindert man anders, nämlich durch Parallelkondensatoren viel besser und mehr Stromlieferfähigkeit durch viele, kleinere Parallel-Elkos anstelle eines einzelnen sehr großen.

Das dritte Problem, man kann es noch auseinanderziehen und nicht nur auf HF sondern auch auf die oberen Audio-Tonlagen beziehen, ist mit zielgerichteter Siebung und damit zielgerichtetem Kurzschließen aller! übertragenen Frequenzen über alle Betriebsspannungen hinweg, erreichbar. Ich wüßte allerdings nicht wo das in alten Schaltungsentwürfen, je älter desto weniger davon, eindeutige Bedeutung erfahren hat.
Heute würde man folglich so sieben:
Drossel/Vorwiderstand längs, dahinter saugend ein Groß-Elko, parallel ein Klein-Elko oder Tantal mit VW, parallel ein Sibatit (Bubble oder Mehrschicht.Ker.). Jede Quelle, jede Platine, jede Senke, jede Transistorstufe, jede IS usw. das erfordert viele Kondensatoren, eine Materialschlacht wie man sie in wirklich highendigen Geräten auch besichtigen kann, macht aber alle Parasiten auf allen Powerleitungen endgültig tot. Wichtig ist 0-Ohm Realanteil/-Scheinanteil des Widerstandes für AC zwischen allen Betriebsspannungen und Betriebsrückleitung (Betriebs-Masse). Leider hat man in der Realität ein Ratsnest vor sicht, eine völlig versaute und störbehaftete Masseführung auf Großplatinen zieht ich durch das gesamte Gerät. Sauber entflechten ist im nachhinein nicht mehr möglich, bei Neuplanung würde man zumindest einen nieder-impedanten Masselayer mitführen müssen, Inseltechnik der Leiterbahnen anwenden usw.
(Über PI-Filter usw. hatten wir ja schion ein Blümchen angepflanzt)