LM78xx/LM79XX: Zeer Lage ESR (25-40 mOhm) Aluminium Polymer Elco's aan In- en Uitgang toegestaan??

Goedemorgen,

Voor het "recappen" van een aantal apparaten, waarin LM78XX/LM79XX regelaars gebruiktworden, wil ik Aluminium Polymer Elco's van Wuerth toepassen.

info:
AA en BB geeft de toepassing in het Datablad van de LM78XX en LM79XX.
AA1 en BB1 geeft een typische actuele toepassing weer.

CC geeft info over de Aluminium Polymer Elco's van Wuerth, WCAP-PTHR (10uF 35V en 100 uF 35V), die ik wil gaan gebruiken.
(deze hebben een ESR van resp. 40 mOhm en 25 mOhm).

https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/00127921...x-h-63.pdf

https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/00127923...-10-mm.pdf

Mijn vraag:

Zijn deze Wuerth AL Polymer elco's (WCAP-PTHR) geschikt voor de bovenstaande LM78XX /LM79XX stabilisatorschakelingen of moet ik toch maar goede conventionele lage ESR, 105 graden C elco's nemen, zoals Panasonic FC ?

PS.
Het zijn relatief weinig elco's dus de meerprijs is in dit geval geen issue. (Industriële productie, waar iedere cent telt, is natuurlijk anders).

Waarom wil je die elco's er speciaal in hebben?
Het zal wel werken, maar ik zou 'gewone' standaard 105 graden elco's (ook geen FC) nemen . Die horen er tenslotte in.

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Hi Arco,

De Wuerth Aluminium Polymer WCAP-PTHR Elco's hebben volgens de fabrikant (bij 65 Graden) een 12 X langere levensduur, vergeleken met goede (lage ESR, 105 graden, conventionele elco's bv Panasonic FC).
(die zaten er trouwens niet in, hoor!).

De layout van het board (zie fotootje) is zodanig slecht dat de Elco's door hitte van de "koel"platen worden opgestookt.
(Filmcaps passen helaas niet, ook niet aan de onderzijde), dus die optie vervalt.
Keramische XR7 condensatoren heb ik ook laten vallen (piezo effect en andere problemen) en (praktisch aspect): Ik kan die X7R niet monteren.

Daarom zat ik aan Alumium Polymer Caps te denken (ik had er tot dusver niet van gehoord, maar een ander member noemde deze Wuerth AL Polymer elco's ook al).
Mijn probleem is dat het LM78XX, LM79XX datablad zich er niet over uitlaat, wat de minimum ESR aan de in-en de uitgang van de LM78XX/LM79XX mag zijn.
(Dit in tegenstelling tot de databladen van de LT1763 LDO regelaars, die de toegestane ESR range heel duidelijk aangeven);

NB
Niet alles wat er in dit apparaat is ontworpen, was goed. Er zaten duidelijk designfouten in ("Designed in Great Britain, Made in China").

(ik heb er inmiddels 2 verbeteringen in aangebracht: het apparaat speelt prima), maar ik wil het definitief Rock Solid maken, vandaar!

Naar mijn weten hebben die 78 en 79 series componenten geen minimum ESR vereiste, als dat zo is staat het gewoonlijk duidelijk in de datasheet zoals in je andere topic. Ze werken immers ook met een film- of kermische condensator parallel aan de buffercapaciteit en geven dan ook weinig problemen.

Panasonic maakt overigens ook polymeercondensatoren, en de relatie tussen temperatuur en levensduur is gewoonlijk met een soort Arrhenius curve te benaderen, en vergelijkbaar tussen verschillende condensatoren en merken. Als je bij de grote distributeurs gaat kijken zal je zien dat de Aluminium-polymeercondensatoren gewoonlijk een aparte categorie hebben en alle grote merken ze wel produceren, maar SMD is er populairder en het spanningsbereik is enigszins beperkt (link naar Farnell).

fatbeard

Honourable Member

Als de mogelijkheid aanwezig is om enkele gaatjes (2 à 3mm volstaat) onder en/of naast de koelvinnen te boren: daarmee wordt de luchtstroom aanzienlijk verbeterd (en daarmee de temperatuur verlaagd).
Niet doen bij een meerlaags print met voedingsplanes!

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

Een gewone 105° / 2000 uur elco gaat bij 35° 30 jaar mee, is dat niet genoeg?... ;)
Als het onaangenaam warm wordt in het apparaat is een fan een betere oplossing...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Ja en nee, deze wetmatigheid lijkt in de praktijk slechter op te gaan bij kleine condensatoren. De wat betere merken publiceren dit vaak ook in hun datasheets van de "long-life" exemplaren. De relatieve hoeveelheid elektrolyt is kleiner en ze verliezen het hierdoor relatief sneller.

Overigens vind ik het in het geval van vervanging van de elco's (als dat besluit al is genomen) geen gek idee om na te denken over het maximaliseren van de levensduur. Als blijkt dat je apparaat toch wat warmer wordt omdat hij (bijvoorbeeld) tussen een stel andere apparaten blijkt te komen te staan is het wel een geruststellende gedachte dat de condensatoren niet meer de zwakke plek zijn, zeker als er intussen superieure soorten op de markt zijn gekomen.

Nog even een toevoeging: als je last hebt van elco's die warm worden. Het blijkt vaak dat dit komt door warmtegeleiding door de koperlagen op de PCB en niet door straling. Het kan soms wat waard zijn een 'thermal relief' in de print aan te brengen. Bij reeds bestaande prints is dit natuurlijk geen voor de hand liggende keuze meer, maar een naastgelegen koelblok van 35°C hoeft zeker niet te betekenen dat de elco dat ook wordt. Sterker nog, als je het koelblok wegneemt zal de elco waarschijnlijk heter worden omdat de naastliggende halfgeleider een relatief groter deel van zijn warmte de print in pompt.

Allen,

bedankt voor jullie reakties/suggesties.

@ kruimel,
Ik vermoedde idd dat AlPol Elco's icm LM78XX/LM78XX mogelijk zou moeten zijn.
Bedankt voor je bevestiging!
(BTW Het bijgevoegde tabelletje is idd met een Arrheniusrelatie afgeleid (bij 105 Graden C heeft een Conventionele 105 Graden en een Al Polymer 105 dezelfde levensduur (2000 uur), maar bij lagere temperaturen "wint" de AlPolymer Elco het met een factor 10! ).

@ Fatbeard
Gaten boren is idd geen optie (het is een multilaag board).

@ Arco
Dertig jaar levensduur zou zeker genoeg zijn ! Maar tot dusver (2008-2020) heb ik al 2X elco's moeten vervangen!
Die LM78XX, LM79XX waren ontwikkeld voor tantaalelko's, maar we weten nu dat deze af en toe dramatisch in brand kunnen vliegen.

Geforceerd koelen is wel gedaan door sommigen. Maar die FANS gaan na verloop van tijd veel herrie maken, dus ook geen optie voor mij: zo'n stofzuiger.

Iedereen nog bedankt, veel geleerd!

Op 25 mei 2020 12:09:05 schreef redguuz:
(bij 105 Graden C heeft een Conventionele 105 Graden en een Al Polymer 105 dezelfde levensduur (2000 uur), maar bij lagere temperaturen "wint" de AlPolymer Elco het met een factor 10! ).

Ja maar dat is wel vergeleken met een "standaard" elco, niet met een long-life die ook in de tabel staat (8000h@105°C). Daar is het verschil minder dan 50% en op dit soort tijdschalen domineren andere effecten meestal al wel. Als je geluk hebt kom je weleens een condensatorcatalogus tegen waarin de series met elkaar vergeleken worden zodat je niet op een dwaalspoor wordt gezet door losse producten te bekijken. Een grafiekje als dit is vaak goud waard:

Ik heb de Nippon-chemicon catalogus waar dit uit kwam bijgevoegd. Het is niet een heel nieuwe, en NCC maakt niet de nonplusultra onder de elco's, maar ik zoek me altijd een ongeluk om zoiets online te vinden, dus ik heb hem hier op de computer. Hier zie je ook de grote afhankelijkheid tussen levensduur en formaat weergegeven:

Als er ruimte is verdient het dus de overweging grotere (meer spanning) componenten te plaatsen.

Op 25 mei 2020 11:34:27 schreef Kruimel:

Panasonic maakt overigens ook polymeercondensatoren, en de relatie tussen temperatuur en levensduur is gewoonlijk met een soort Arrhenius curve te benaderen, en vergelijkbaar tussen verschillende condensatoren en merken. ).

De Panasonic SP caps, zoals ze ook gekend zijn, gebruik ik al een jaar of 20. nog geen last mee gehad. Na X jaren gaat de ESR wel met enkele mohm de hoogte in, maar daar merk je niks van, tenzij je schakeling daarop héél kritisch is. Let wel op met de markering. De streep is de + aansluiting..(dat heeft al tot vergissingen geleid)

Fans die ik heb zijn <8dB. Moet je wel heeel goed luisteren om ze te horen lopen... :)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

minder dan 8dB? dat is wel heel, heel stil.. is dat NR gemeten of met de chinese natte vinger? :-)

Mijn ervaring is dat de meeste fans in de loop van hun levensduur snel luider worden, zeker in de eerste periode. Een fan van 8dB(A?) is klinkt mij al niet aannemelijk in de oren, en zeker niet als je dat gaat meten na (zeg) 100 of 1000h gebruik. Als mijn alternatief is om elco's te vervangen (0dB!) die vervolgens zonder koeling al 100kh mee gaan zou ik het wel weten. De duurzaamheid van de fan gaat in dit verhaal sowieso de belemmerende factor zijn.

Op 25 mei 2020 13:11:01 schreef kris van damme:
De Panasonic SP caps, zoals ze ook gekend zijn, gebruik ik al een jaar of 20.

Zij (en anderen) hebben inmiddels wel meerdere types en series, vandaar mijn Farnell link. ;)

Let wel op met de markering. De streep is de + aansluiting..(dat heeft al tot vergissingen geleid)

Goeie inderdaad, dat hebben ze helaas afgekeken van de tantaal-condensatoren. Nooit begrepen waarom ze bij elke kans om deze discrepantie weg te werken daarin terughoudend zijn. https://www.eevblog.com/forum/Smileys/default/facepalm.gif

Ik heb 4 fans in mijn pc zitten (draait 24/7), je moet echt goed luisteren om ze te horen... ;)
(die Scythe's gaan niet veel meer geluid maken. Je moet de pc wel regelmatig 'ontstoffen' uiteraard voor een goede werking)

Heel wat anders als bijv. Sunon. Goede kwaliteit maar maken een afgrijselijke herrie...)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

@ Allen

Nogmaals hartelijk dank voor al de uitgebreide info en de moeite die jullie je getroost hebben om die over te brengen.

PS Levensduurverwachtingen (ook die van elco's) zijn altijd tricky,

Vanuit mijn eigen hobby ervaring heb ik de volgende conclusies kunnen trkken:

Panasonic
elco's gaan zo'n 40 jaar zonder problemen mee (ik heb een SL1500 platenspeler uit 1976 moeten recappen (toerental instabiel) , terwijl een RS1500 (1980) eraan komt (hij doet het nu nog probleemloos, maar je ruikt de typische geur van lekkende elkootjes).

Nippon Chemicon en Rubicon
van midden 1970's gaat nog steeds goed in diverse apparaten.
Frako is allang stuk en Philips verliest veel capaciteit.

Maar Sony apparaten uit de mid - laat nineties gingen al stuk.

Het is dus (zoals altijd), een combinatie van (goed) design en (goede) materiaalkeuze.

Groeten, Mart