Elkos von Board ersetzen

[Idefix]

Hallo, ich habe hier ein Board auf dem einige Elkos defekt sind, die würde ich gern austauschen.
Die Elkos sind 2200uF/6.6V, solche finde ich aber bei Conrad oder Reichelt nicht.
Meine Frage ist nun ob ich die auch durch Elkos mit 16V ersetzen könnte oder ob das problematisch ist.

... Idefix

[baumgartner]

sollte schon gehen, nur warum sind die alten elkos tot? und um welches board handelt es sich?? motherboard ?? fernseher oder snowboard??

[Multe]

Hallo,

die Elkos kann man ersetzen, die vertragen mehr Spannung als die alten, mehr nicht. Die Kapazität muss passen und die Polung.

Sollten die Elkos kaputt durch Alterung sein, kein Problem. Sind sie defekt weil es was geschossen hat, ist meist was anderes mit in den Bauteilhimmel gegenagen.

Gruß Malte

[baumgartner]

sollte es um ein mb gehen hast du recht, was aber wenn es sich dabei um eine video/audio platine handelt?? ( speziell tonfrequenzelkos z.B)

[r00t043]

Bei einem MB wuerde ich einen Low-ESR (http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0810091.htm) Typ nehmen.

[Idefix]

Danke für die Antworten,
das Board ist nen Mainboard aus nem älteren Rechner mit nem Athlon oder Duron 1300 (bin mir gerade nicht sicher).
Ist nen MicroATX Board mit nem SIS Chipsatz (denke ich jedenfalls, da keine Trennung zwischen North- und Southbridge vorliegt und wenn ich mich recht erinnere hatte SIS mal so einen Chipsatz für die alten Atlons gebaut) ... ne genaue Bezeichnung seh ich gerade nicht, kann sein dass da nochwas auf der Rückseite des Boards steht, weiß ich aber nicht genau weil es gerade noch im Gehäuse eingebaut is.

Das Board hab ich geschenkt bekommen als nicht mehr funktionierend, und da sind mir gleich die "aufgeplatzten" Elkos aufgefallen, deswegen wollte ich mal probieren obs was bringt wenn ich die tausche.
Ich hatte mir auch schon gedacht dass das die Spannung ist die die Elkos maximal aushalten und es dadurch eigentlich keine Probleme mit welchen mit höherer Angabe geben sollte, wollte aber doch lieber sichergehen.

Ich werd jetzt mal ein paar von den Elkos bestellen, mal schauen ob ich das Board wieder zum laufen bekomme =)

cya...Idefix

[7.e.Q]

Wenn die aufgeplatzt sind, lag's wohl nicht am Alter. Da ist was anderes fratze...

[ramsys]

Er kann es auf alle fälle aber mal versuchen. Es gab mal einige Zeit da passierte es öfter. Schuld waren auf jeden fall die Kondensatoren.
Die frage ist nur ob erstens nix weiter beschädigt wurde und ob er die überhaupt rausgelötet bekommt und dann nix dabei beschädigt.
Aber versuchen würde ich es. Ist mal was anderes.

[Dellerium]

Hab ich auch schon drei Mal gehabt - immer mit Boards von Abit... die haben eine Zeitlang minderwertige Elkos verbaut ( ob bewusst oder unbewusst ist jetzt egal ).

Das erste Mal hab ich die Elkos von ner Werkstatt tauschen lassen - die Original Elkos waren nicht zu bekommen, mit den Ersatz Elkos lief das Board instabil.
Bei den beiden letzten Boards waren jeweils die Elkos kaputt, die auf dem anderen Board noch heile waren - das Tauschen der Defekten mit den Heilen des anderen Boards hat zumindest eines der beiden vor dem MB Himmel bewahrt.... das läuft und läuft und läuft ...

[jtmib]

Hallo,

recht viele Komentare.
Also ich würde es versuchen.
Das Auslöten der alten ELKO's sollte mit guten Entlötwerkzeug kein Problem sein.

Dieses Problem mit dem Sterben von diesen ELKOS wurde mal in der ct beschrieben. Das liegt daran, daß diese Teile zum Schaltnetzteil (onboard) für die CPU gehören. Da fließen jede Menge Ampere. Und die billigen ELKOS zerlegen sich aufgrund der selbst induzierten Spannung. Dazu muß man wissen, daß fast jede Kapazität auch eine Induktivität ist. (Die Folien sind nämlich gewickelt)

Also viele Grüße
und viel Erfolg
JTMIB

[E S]

Hi,

das Problem ist der hohe Strom, der durch die Elkos fließt. Daher platzen die. Auch geht beim altern die Spannungsfestigkeit runter. Und Heiße Elkos altern wie blöde.

Bemerkenswert finde ich auch die Spannungsangabe mit Nachkommastelle. Gewöhnliche Elkos haben bis zu 20% Tolleranz, auch die Spannungsfestigkeit kann man niemals so genau angeben.

Meist gelingt der Austausch problemlos, das Board erwacht wieder zum Leben, aber wenn die Elkos nicht besonders hochwertig sind (Stichwort Low-ESR), dann macht der PC ständig Fehler, die alles Mögliche auslösen. Es kommt dabei dann dauernd zu sterbenden Prozessen, immer wieder ein anderer und man weiss nicht, warum.

gruß
Elmar

[frankpr]

das Problem ist der hohe Strom, der durch die Elkos fließt. Daher platzen die.
:confused: Das bringt mein Weltbild durcheinander, ich dachte immer, durch Kondensatoren kann kein Gleichstrom fließen, man lernt nie aus. :confused:

[Masta Pete]

:confused: Das bringt mein Weltbild durcheinander, ich dachte immer, durch Kondensatoren kann kein Gleichstrom fließen, man lernt nie aus. :confused:
Wer redet hier von gleichstrom? strom ist nicht gleich gleichstrom!

[frankpr]

Aha. Meine Netzteil bringt aber nur Wechselspannung an den Ausgängen, wenn es defekt ist. Im Normalfall nicht. Also reden wir hier schon von Gleichstrom.

[E S]

Hi,


:confused: Das bringt mein Weltbild durcheinander, ich dachte immer, durch Kondensatoren kann kein Gleichstrom fließen, man lernt nie aus. :confused:

was denkst Du denn, wofür die Dinger da sind? Bestimmt nicht, weil die so schön knallen können. Die dicken Pötte hängen hauptsächlich zwischen Plus und Minus der versorgungsspannungen. Die wären ja elektrisch neutral, wenn da kein Strom fliessen würde.

Wechselstrom bedeutet, dass sich die Polarität periodisch ändert. Die Elkos puffern die versorgungsleitungen. Ein Spannungswandler zieht starke Stromstöße. Wärend der Stromstöße hält der Elko die Versorgungsspannung oben. Dabei entlädt er sich. In den Pausen wird der wieder aufgeladen, so fließt immer ein starker Wechselstrom (Laden rein / Entladen raus) durch den Elko um die Versorgungsspannung stabil zu halten.

Gruß
Elmar

[derguteweka]

Moin,


Aha. Meine Netzteil bringt aber nur Wechselspannung an den Ausgängen, wenn es defekt ist. Im Normalfall nicht. Also reden wir hier schon von Gleichstrom.

Jepp, und damit das so ist, sind in deinem Netzteil was? Richtig - diverse Kondensatoren, die dafuer sorgen, das relativ "saubere" Gleichspannung aus deinem Netzteil quillt :)

Um alle Klarheiten zu beseitigen, hier mal 2 Schaltbilder:

vereinfachtes ESB eines Elkos:

+-/\/\/\-+
| Rp |
| |
| || |
o----UUUUUU---/\/\/\---+---||---+---o
||
Ls Rs C




vereinfachter Schaltwandler:

/
/
+ o-------o o--+---UUUUUU----+-------o ------+
S | | |
- L |+ / Lastwiderstand, z.b.
z.b D ^ === C z.B. \ 0.18 Ohm
5V - --- 1.8V /
| | \
- o-------------+-------------+-------o -------+

So, das obere ist ein Ersatzschaltbild eines Elkos, d.h. das tatsaechliche Bauelement wird durch verschiedene, ideale Bauelemente approximiert, damit man ueberhaupt mal ein bisschen einen Ueberblick bekommen kann und ggf. ein paar Berechnungen und Ueberlegungen anstellen kann, d.h. Ls, Rs,Rp und C sind ideale Bauteile, die es nicht tatsaechlich gibt. Tatsaechlich gibt es nur den realen Elko als Zusammenschaltung dieser idealen (aber nicht einzeln vorhandenen) Bauteile. Damit kann man schonmal erkennen, was fuer Moeglichkeiten man hat, um so einen Elko elektrisch von innen zu erwaermen: Heizen koennen naemlich nur die Widerstaende, die ideale Spule und der Ideale Kondensator koennen keine Wirkleistung (Waerme) umsetzen. Also kann ich meinen Elko mittels Rp heizen; das klappt aber normalerweise nicht richtig gut, denn Rp ist sehr gross, d.h. der Gleichstrom, der durch einen Elko fliesst, sollte im µA Bereich liegen. Ist der Elko schonmal vorgeschaedigt, kann der Rp deutlich kleiner sein, dann kann man den Elko auch prima durch anlegen von Gleichspannung aufheizen (Genauso, wie wenn durch zu hohe Gleichspannung das Dielektrikum (=die "Heimat" von Rp) geschaedigt wird.).
Ich kann meinen Elko aber auch durch Rs heizen, nachdem aber Rp recht gross ist, klappt das am besten immer bei jedem Mal aufladen oder Entladen des idealen Kondensators. Wenn man das oft genug macht, also vielleicht so 20000 - 100000 mal pro Sekunde mit jeweils einem Lade- oder Entladestrom von einigen Ampere, dann wird der Elko ueber Rs geheizt. (Genau das passiert, wenn der Elko, so wie haeufig auf Motherboards, eingesetzt wird, um die CPU-Corespannung zu glaetten).
OK, das waren jetzt die beiden Moeglichkeiten einen Elko elektrisch zu erwaermen - und genau das ist es, was wir nicht wollen. Also muss ueberlegt werden, wie man diese beiden Effekte moeglichst klein haelt. Leistung ist: P=I²*R oder auch U²/R - damit kann man drauf kommen, dass bei einem guten, realen Elko der Rp moeglichst gross und Rs moeglichst klein sein sollte. Der Rs insbesondere bei Elkos, die mit hoher Frequenz (also >> 100Hz) aufge/entladen werden.

Dafuer gibts dann die ominoesen Low-ESR-Elkos. Low ESR heisst nix anderes als Low Equivalent Series Resistance und damit nix anderes als, das bei diesen Elkos der Rs kleiner ist, als bei "normalen" Elkos.

Damit jetzt die Erzeugung der CPU-Corespannung und die Rolle der Elkos nicht mehr so mysterioes sind, auch noch ein Schaltbild von einem Spannungswandler, wie er auf den MoBos vorkommt. Der Schalter S ist tatsaechlich natuerlich ein Transistor, und oft zusammen mit der Freilaufdiode D und weiterer Ansteuerelektronik in 'nem Chip untergebracht. Jetzt wird mal davon ausgegangen, dass die Ausgangs- und Eingangsspannung dieses Wandlers immer konstant bleiben, ist im grossen und ganzen ja auch tatsaechlich so. Also wird der Schalter S geschlossen, faengt ein Strom i(t) durch die Spule L an zu fliessen (fliesst weiter in C und auch die angehaengte Last). Der Strom steigt linear ueber die Zeit an.
i(t)=Integral von 0 bis t ueber (1/L) * U *dt
Die Spannung U waere in diesem Fall konstant und z.b. 5V - 1.8V = 3.2V; damit wird das Integral recht harmlos zu einer linearen Funktion.
So, jetzt sollte aber nach wenigen µsec der Schalter S wieder geoeffnet werden, sonst wird der Strom durch L irgendwann mal doch zu gross und es wuede Rauch aufsteigen. In dem Moment, wo S geoeffnet wurde, wird die Energie, die im Magnetfeld um die Spule L steckt (das kam durch den "Aufladevorgang" der Spule durch den durch sie fliessenden Strom)
E=1/2*L* I², wieder in elektr. Energie umgewandelt, d.h. es fliesst auch bei geoeffnetem Schalter weiterhin ein Strom durch L (und D und C und die Last). Der wird natuerlich mit der Zeit wieder kleiner und kann ggf. auch wieder zu null werden. Dann aber wirds spaetestens Zeit, dass S wieder geschlossen wird und der ganze Zirkus von vorne losgeht.
Der Strom durch die Spule ist also insgsamt dreiecksfoermig. Er steigt an, wenn S geschlossen ist und faellt wieder ab, wenn S geoeffnet wird. Der Strom durch die Last soll aber konstant sein, die Spannung soll es ja auch sein. Also muss der Kondensator C genau diese schwankenden Stroeme "puffern". In dem Beispiel wuerden also konstant 10 A durch die Last (z.b. die CPU) fliessen, d.h. der Strom durch die Spule koennte immer zwischen 0 und 20 A pendeln. Also gibt es Lade und Entladestroeme von +/- 10 A am Kondensator... Tja, also deshalb lieber die Low ESR Elkos fuer sowas nehmen. Die Zahlenwerte in der Berechnung sind naemlich eher konservativ, tatsaechlich brauchen CPUs eher mehr Strom :)

Die Zeitpunkte, zu denen S geoeffnet und geschlossen wird, werden durch die Ansteuerelektronik so definiert, dass sich am Ausgang dann tatsaechlich die gewuenschte Spannung einstellt - auch wenn die Last nicht konstant ist (Also die CPU mal nicht immer gleich viel Strom zieht).

Ach ja, zu Ls im ESB des Elkos habbich noch nix gesabbelt; diese Induktivitaet sollte natuerlich auch moeglichst klein sein, denn sonst koennen die Lade- und Entladestroeme sich nicht schnell genug aendern und damit waere die Siebwirkung des Elkos schlechter.

SO, und wie's weitergeht, verrat' ich euch nach der naechsten Maus :D

Gruss
WK

[E S]

Hi,

perfekte Erklärung.

Aber um das mal einfacher zu sagen, funktioniert der Schaltwandler folgendermassen:

Eine Spule versucht den gerade fliessenden Strom aufrecht zu erhalten durch einen gegenspannung.
Wird der Schalter eingeschaltet, so versucht die Spule den zu unterdrücken, da sie ja eben noch stromlos war. Dazu baut sie eine Gegenspannung auf, die aber langsam schwächer wird. Der Kondensator auf der anderen Seite wird mit der Versorgungsspannung abzüglich dieser Gegensppannung geladen. Das heisst also, er bekommt eine geringere Spannung zum laden. Die Spannung im Kondensator steigt langsam. Sinn der Übung ist ja, eine geringere Spannung als die versorgungsspannung zu erhalten. Droht der Kondensator zu stark geladen zu werden und somit die Ausgangsspannung zu hoch zu werden, wird der Schalter lange vorher abgeschaltet. Jetzt ist die Eingangsseite des eigentlichen Wandlers auf 0V. Die Spule möchte aber den Strom, der da geflossen ist aber weiterhin fliessen lassen, sie baut dazu jetzt wieder eine gegenspannung auf, mit anderer polarität. Die in der Spule gespeicherte Energie fliesst weiterhin in den Kondensator, bis die Spule so weit erschöpft ist und der Kondensator nicht mehr geladen wird.
Damit der Kondensator am Ausgang aber seine Spannung behält, ziel ist ja eine konstante Spannung, wird der Schalter wieder eingeschaltet und das Spielchen beginnt von Vorne.

Im Großen und Ganzem portionmiert der Schaltwandler, auch DC/DC Wandler genannt, kleine Energiehäppchen nach Maß, die dafür sorgen, dass immer so viel Energie im kondensator steckt, dass der die gewünschte Ausgangsspannung erzeugt. Nur sind diese Häppchen bei hohem Stromverbrauch gewaltig. Die Stromstöße, die der Kondensator da glättet liegen sogar ein Vielfaches höher, als der angeschlossene Verbraucher benötigt. Und bei den Dimensionen, die da im PC zum Einsatz kommen werden auch kleinste Widerstände in den Bauteilen zu starken Heizelementen.

Steigt die Temperatur übrigens zu stark, so werden die Widerstände schlimmer:

Der Widerstand, der in Reihe geschaltet ist, entsteht durch den ohmschen Widerstand der Anschlußdrähte und der Kondensatorplatten. Die Platten im kondensator sind ja nur auf einem kleinen Punkt angeschlossen, damit sich der Strom verteilt müssen diese ja vollständig durchflossen werden. Metalle sind Kaltleiter. Je heißer der Kondensator wird, desto stärker hemmen die Metallischen leitder den Strom, und desto stärker heizt der wiederum. Das ist der Grund, warum die immer ganz plötzlich dick werden oder gar platzen. Ab einen gewissen punkt ist die Wärmeabfuhr nicht mehr ausreichend und das Spielchen schaukelt sich sehr schnell hoch. Erreicht der Elko eine bestimmte Temperatur, so kocht das flüssige Elektrolyt und wie in einem Dampfkessel baut sich ein extremer Druck auf.
Gleiches gilt für den Leckstrom. Dieser hängt davon ab, wie gut die Isolierschicht zwischen den Platten ist. Je heisser diese wird, desto mehr leitet die. Dieser Effekt ist ja noch verhältnismässig Harmlos, aber je höher die Temperatur wird, desto weniger Spannung kann diese Schicht isolieren. Sinkt jetzt die SPannungsfestigkeit durch lang anhaltende Wärmeeinwirkung oder gar kurzfristige extremtemperaturen, so wird diese Schicht schlagartig leitend und der Kondensator schließt sich kurz. Nicht nur der Strom durch die Versorgungsspannung getrieben durchfließt jetzt die durchgeschlagene Stelle, sondern auch die Energie, die im kondensator gespeichert war. Das können bei einem PC kurzfristig einige KILOAMPERE(!) sein. Die winzige, durchgeschlagene Stelle erhitzt sich jetzt schlagartig auf 1000°C und mehr. Das ist dann der Effekt, wenn die Elkos so schön laut in die Luft fliegen.

Also verstehe ich die User nicht, die ihren PC um jeden Preis leise machen. CPU wird liebevoll durch Wasser gekühlt, aber der Rest des Boards nicht, um störende Gehäuselüftergeräusche zu unterdrücken.


Alle 7°K (also 7°C) temperaturerhöhung halbiert sich die Lebensdauer von elektronischen Bauteilen. Bei Halbleitern diffundiert die Dotierung ineinander bis sie unbrauchbar werden. Hitze bedeutet mehr braunsche Bewegung. Das ist ja auch der Grund, warum man Tee kocht, damit die Pflanzenteile möglichst schnell kaputt gehen und sich im Wasser auflösen. Warum wollen einige immer unbedingt ihr Board "aufbrühen"?

Gruß
Elmar