Ein kleiner nicht-wissenschaftlicher Elko-Test

[Cpt. Mac]

Für viele hier im Forum ist das radikale Auswechseln sämtlicher Elkos in einem Hifi-Gerät mittlerweile gängige Praxis, ein Dorn im Auge, oder zumindest ein Begriff.
Ob sinnvoll oder nicht, wird immer wieder diskutiert. Ich muss gestehen, dass ich eine "Elko-Kur", wie sie schön gere…, pardon, genannt wird, auch schon durchgeführt habe. Konkret handelte es sich bei mir um den Mittelklasse-Vollverstärker Technics SU-7700 von 1977, in dem ich alles bis auf die Netzteil-Elkos durch neue Typen ersetzt hatte. Der Verstärker wurde gem. Vorbesitzer "viel gebraucht" und wies bei der Ankunft bei mir einen etwas zu hohen Ruhestrom auf. Dagegen gab's dank meines dilettantischen Halbwissens wie gesagt eine Elko-Kur und ein Ersatz der Drahtbrücken (zur Verminderung des Ruhestroms) durch Trimmpotentiometer.

Die alten Elkos hatte ich damals aufbewahrt und heute mal aus Neugierde einem Test unterzogen.
Ich muss natürlich vorausschicken, dass ich weder Wissen noch Equipment in theoretisch benötigter Form besitze und damit keine Berichte im Qualitätsstil von z.B. scope oder hf500 bringen kann. Aber was hier herausgekommen ist, ist vielleicht doch für den einen oder anderen interessant.
Nun denn, gemessen habe ich die Kapazität an einem Metex MS-9150, welches wohl seit über zwanzig Jahren nicht mehr abgeglichen worden ist. ESR kann ich leider nicht beisteuern.
Alle originalen Elkos sind von Matsushita.


Hier das Resultat (sorry, unsortiert):

Code:

Voltage          Cap. indicated [µF]       Cap. measured [µF]        Difference (%)            Faulty
=====================================================================================================
50.00            220.00                    225.00                      2.27
16.00            330.00                    277.00                    -16.06
25.00            100.00                    125.40                     25.40
50.00            220.00                    226.40                      2.91
25.00            100.00                    121.70                     21.70
16.00            220.00                    300.50                     36.59
25.00            100.00                    120.00                     20.00
06.30            220.00                    287.60                     30.73
25.00             47.00                     57.30                     21.91
50.00             10.00                     10.12                      1.20
50.00             10.00                     10.09                      0.90
06.30             47.00                     50.20                      6.81
50.00              1.00                      1.44                     44.00
10.00             47.00                     58.80                     25.11
06.30             33.00                     46.70                     41.52
50.00              3.30                      2.77                    -16.06
06.30             47.00                     47.50                      1.06
06.30             33.00                     45.40                     37.58
06.30             33.00                     46.30                     40.30
10.00             22.00                      9.70                    -55.91                     YES
10.00             22.00                     12.00                    -45.45                     YES
25.00              4.70                      5.12                      8.94
50.00              3.30                      2.79                    -15.45
10.00             33.00                     42.10                     27.58
50.00             10.00                     10.20                      2.00
50.00             10.00                     10.21                      2.10
10.00             47.00                     48.20                      2.55
50.00              1.00                      1.04                      4.00
50.00              1.00                      1.01                      1.00
50.00              1.00                      1.04                      4.00
50.00              1.00                      1.02                      2.00
50.00              3.30                      2.75                    -16.67
50.00              3.30                      2.92                    -11.52

Als "Faulty" sind die Typen bezeichnet, die weniger als 80% der Soll-Kapazität aufweisen (oder theoretisch mehr als 180%).
Wie aus der Tabelle ersichtlich hat es genau zwei getroffen; diese hatten auch langsam ansteigende Kapazitäten (ein Hinweis auf hohen ESR). Ein Blick in das Servicehandbuch zeigt, dass diese die Phono-Vorverstärkerchips mit der Masse verbinden (Eingang drei des Chips ist für den negativen Feedbackloop): klick! Nicht wirklich eine besonders anspruchsvolle Aufgabe; der Verdacht liegt nahe, dass diese Serie Elkos einfach grundsätzlich nicht ganz i.O. war. Dafür spricht auch, dass ein Teil der anderen aus der gleichen Serie auch nicht mehr i.O. ist (z.B. die beiden 50V 3.3µF mit je ca. 85% Restkapazität).
Die Phono-Sektion funktionierte jedenfalls immer einwandfrei und wies nach dem Elkotausch keine hörbaren Differenzen auf. Wie gesagt: unwissenschaftlicher Vergleich; hatte das Gerät nie durchgemessen.

Ansonsten fällt jedoch auf, dass die grosse Mehrheit der Elkos nach wie vor hervorragend in der Toleranz liegen, teilweise sogar massiv mehr Kapazität aufweisen, als aufgedruckt. Hier mal zum Vergleich ein paar brandneue Typen am gleichen Messgerät:

Code:

Voltage          Cap. indicated [µF]       Cap. measured [µF]        Difference (%)            Manufacturer
===========================================================================================================
 63.00             3.30                      3.05                    -7.58                     <can't read>
 63.00             3.30                      3.08                    -6.67                     <can't read>
 10.00           100.00                    108.00                     8.00                     Matsushita
100.00             4.70                      4.52                    -3.83                     Nichicon
 50.00            10.00                      9.89                    -1.10                     Matsushita
  6.30           330.00                    416.00                    26.06                     Yageo
 16.00           220.00                    226.00                     2.73                     Yageo
 63.00             1.00                      1.06                     6.00                     Jackcon
 50.00            47.00                     44.40                    -5.53                     Matsushita
 50.00            47.00                     44.20                    -5.96                     Matsushita

Hier noch ein Bild der ausgetauschen Elkos:


Die zwei unter dem Toleranzlimit sind mit Pfeil markiert. Bei keinem (auch diesen zweien nicht) sieht man ausgelaufenes Elektrolyt oder einen sich wölbenden Deckel.


Nach meinem subjektiven Empfinden wage ich nun mal zu behaupten, dass ein radikaler Ersatz aller Elkos in diesem Fall hier wohl so gut wie nichts verändert hatte.


Zu guter Letzt nochmals ein Reminder: ich möchte weder Meinungen aufdrängen zum Thema Sinnhaftigkeit ja/nein, noch sonstwie Öl ins Feuer giessen. Fakt ist, dass ich obige Daten gemessen habe. Was daraus gemacht wird, ist natürlich jedem selbst überlassen – bei Nicht-Interesse beinhaltet dies natürlich auch den Trash.

[Neper]

Angeblich wesentlich höhere Kapazitäten können bei dieser Art von Messgeräten auch ein Hinweis auf erhöhte Leckströme der Kondensatoren sein. Nimm einen einfachen Folienkondensator, schalte einen Widerstand im Bereich von 100 kOhm parallel und miss dann mal die Kapazität.

Die Folienkondensatoren, die ich hier aus alten (lies: 45+ Jahre) Radios hole, haben mit einem ähnlichen Multimeter gemessen teilweise das Vierfache ihrer Nennkapazität. Beim Isolationstest mit der Glimmlampe des Röhrenprüfkoffers leuchtet es dann richtig schön hell.

Ralf

[Gorm]

Vor ein paar Wochen habe ich nen Hunni in ein Handheld DER-EE-DE-5000-High-Accuracy-Handheld-LCR-Meter-w-TL-21-TL-22-TL-23-  investiert BDA, hauptsächlich um mit verschiedenen, auch etwas höheren Frequenzen Kondensatoren und andere Impedanzen schnell und mit ausreichender Genauigkeit messen zu können. Die gezeigten Ergebnisse zur Messung älterer verbauter Elkos kann ich bestätigen. Selbst in einem exakt 50 Jahre alten Tuner mit originalen Elkos gab es nichts zu wechseln. In einem Profi-Tuner mit 20 Jahren weniger auf der Uhr waren auf der Hauptleiterplatte fast alle Elkos (über 90%) nicht mehr verwendbar, da die Kapazität teilweise gegen Null ging. Vermutlich hatte letzteres Gerät mal zu viel geschwitzt.
Mein Fazit: Wenn ein Gerät offen ist, werden alle NT-Elkos und eine repräsentative Stückzahl, um die 10%, der sonstigen Elkos gemessen.
Getauscht wird nur bei erkennbaren Fehlern oder Abweichungen vom Nennwert deutlich über -20%, ausgenommen in kapazitätsrelevanten Anwendungen.

[sing sing]

Elkos können Toleranzen von -20/+80% haben. Ohne Datenblatt für den jeweils verwendeten Typ kannst du *keine* Schlußfolgerung ziehen.

[Gorm]

Da meine Datenblätter für alte Elkos rar sind, habe ich Aktionen auf unter -20% beschränkt.

[audiomusica]

Vor ein paar Wochen habe ich nen Hunni in ein Handheld DER-EE-DE-5000-High-Accuracy-Handheld-LCR-Meter-w-TL-21-TL-22-TL-23-  investiert BDA, hauptsächlich um mit verschiedenen, auch etwas höheren Frequenzen Kondensatoren und andere Impedanzen schnell und mit ausreichender Genauigkeit messen zu können.

Und wie bist du zufrieden mit dem Teil? Konntest du die Messgenauigkeit verifizieren. Die Spezifikation ist da ja lückenhaft. Für viele Messbereiche ist bei denmeisten Messfrequenzen keine Genauigkeit spezifiziert.

Einfuhr (Entzollung) hat geklappt?

Grüße

Micha

[Gorm]

Das Teil ist praktisch, besonders mit der optionalen Meßpinzette, wenn man im eingebauten Zustand mißt und relativ klein. Also unbedingt zumindest mit den beiden Adaptern TL-21, TL-22 bestellen. Die beiden Anschlußleitungen am TL-21 sind genauigkeitsbedingt recht kurz. Auf der Herstellerseite sind detaillierte Angaben zur Genauigkeit der verschiedenen modes. Da keine bessere Meßmöglichkeit vorhanden, konnte ich die nicht überprüfen, Kritiken im Netz waren positiv. Halte die angegebenen Genauigkeiten von besser 1% in den wesentlichen Bereichen aber für den Hobbyeinsatz ausreichend und im Zweifel kann aus dem Automatikmodus gewechselt und die Meßschaltung und die Frequenz umgeschaltet werden. Vermessene kleine Kerkos engerer Toleranz ergaben nachvollziehbare Werte. Das war mir für HF-Anwendungen wichtig.
Bestellung und Lieferung waren unproblematisch, der Preis mit knapp unter 100 nach PV für das Bundle einschl. Versand aus Japan mMn ok. War ein anderer VK als im link, der Gift mit dem tatsächlichen Preis aufs Etikett schrieb und so die kleine Schachtel damit ohne Zollerhebung ankam.

[DarknessFalls]

Meine 2ct zum Elkotausch: Im Retro-Computer-Bereich, in dem ich ja recht viel mache, ist ein Elkotausch zum Teil schlichtweg angeraten. Zum Einen stellt man dort oftmals Probleme mit den Netzteilen fest, die auf die Elkos und / oder den Netzfilter zu schieben sind. Bei normalen THT-Elkos besteht nur selten Anlass zur Sorge wegen ausgelaufenem Elektrolyt oder Aufblähen, Schäden sind dort selten. Getauscht werden sie trotzdem gerne schonmal, weil sie über die Jahre hinweg trocken und damit "taub" werden können - aber eben nicht müssen.

Anders sieht die Lage bei SMD-Elkos aus: Die Drecksdinger laufen gerne mal aus und richten deftigen Schaden auf den Platinen an - das wiederum dürfte hier das wenigste alte Geraffel betreffen. Ich schätze aber, dass man bei HiFi-Komponenten nach 1990 durchaus mal einen Blick riskieren sollte, ob SMD verlötet wurde...

[scope]

Zum aktuellen Thema kann ich auch noch ein paar Fakten beitragen, denn heute vormittag hat die Meßtechnikabteilung in der Firma für die ich arbeite einen Großteil der Raacokästen entleert (entsorgt). Vorwiegend die Bereiche, in denen historische, aber neue Bauteile seit Jahrzehnten gelagert wurden. Da HEUTE niemand der dort Beschäftigten irgendetwas repariert, weil  die entsprechenden Geräte nicht mehr existieren, und die Leute das auch nicht mehr können, wanderten geschätzt -erstmal- 50 Kilo Bauteile in den E-Schrott.
TO3 TRansistoren, Dioden, TO-OPA, Widerstände am Gurt, potis  und auch hunderte Elkos, die in den frühen 80ern eingelagert wurden. Vorwiegend Ero und Philips, die ja beide heute in Vishay übergegangen sind.

Das waren damals vorwiegend axiale Typen, die heute nicht immer überall erhältlich sind. Ich hab mal ein paar mitgenommen:

Die selbe Menge habe ich nochmal in der 4ma gelassen, da das hier erstmal reicht.

Diese Nichikons  dürften sogar noch älter sein?



Dieser 13mF ist von 1981   
Er liegt also seit 36 Jahren in einem Raacokasten.....wow!

Zum groben Vergleich ein Datenblatt der Axialserie 120ATC (Vishay)




Ein paar Stichprobenn, (rund 10 Stck) gemessen mit 100 Hz.

Die Nichicon 1500er:  zwischen 2000 und 2200 µF , um 60 mOhm

roe 1000µ/25V   : 980µ , 80 mohm

roe 2200µ /25V : 2210µ, 60 mohm

13 mF : 14850 µ, 30 mOhm....Für so ein altes Teil ist das ok, aktuelle liegen etwa um 10 Milliohm.

Keiner der Elkos ist unbrauchbar....Lediglich die blauen Philips haben einen etwa doppelt so hohen ESR wie die ROE´s , bei hingegen guter Kapazität (95% und mehr)

BTW: Erster praktischer Test mit einem Satz neu angefertigter China Klevin Clips (ESI-Nachbauten) in 4tp Konfiguration. Erkennbar an der nötigen Verbindung zwischen den Klemmen.
Die Qualität reicht nicht ganz an das Original heran, geht aber OK. Mit dem entsprechenden Meßgerät kann man so noch  impedanzen bis ca. 1 Milliohm messen.

[Cpt. Mac]

Darauf habe ich gewartet. Danke!

[Stapelkönig]

Elkos haben halt keinen guten Ruf. Einige Typen/Serien gehen regelmäßig kaputt - diese Kandidaten muss man herausfiltern (ab und zu findet man dazu passende Threads).
Im Allgemeinen sind die Baujahre der 70er und frühen 80er aber ziemlich haltbar.

Bei alten Elkos lagen die Toleranzen oft im massiv positiven Bereich. Bei aktuellen liegen die weit enger (und reell liegen die Werte dann oft am unteren Limit...).
Oft bewundert man die modernen Elkos, die ja auch viel kleinere Baugrößen haben - die sogenannte Evolution kommt aber auch aus der verkleinerten Kapazität....
Mit generellem Austausch und Ersatz aus Standardware kann man sich mit ziemlicher Wahrscheinlichkeit sogar verschlechtern...

[DarknessFalls]

Mit generellem Austausch und Ersatz aus Standardware kann man sich mit ziemlicher Wahrscheinlichkeit sogar verschlechtern...

Die Aussage halte ich für gewagt. Wenn man die vorhandenen, alten Elkos sorgfältig durch moderne, vernünftige Elkos (z.B. Panasonic) ersetzt und dabei ggfs eine etwas höhere Spannungsfestigkeit wählt, wird man sich kaum verschlechtern, eher verbessern. Es bleibt aber trotzdem natürlich so, dass ein Elkotausch, sofern es sich um THT dreht, nicht generell angebracht ist. Es ist ein Mittel der Wahl, wenn man Unregelmäßigkeiten an den Geräten hat oder wenn man die Kiste so oder so zerlegt hat.

Anders verhält es sich z.B. bei Netzfiltern (die oftmals auf die heutige Netzspannung gar nicht ausgelegt und damit vom Exitus mit Knall und Rauch bedroht sind) oder den benannten SMD-Tonnen. Die Drecksdinger würde ich pauschal rausschmeißen.

[Stapelkönig]

sorgfältig durch moderne, vernünftige Elkos (z.B. Panasonic)

Da gehst du eben schon von Teilen aus, die im normalen Lieferprogramm der Elektronikversender/Läden eine Randerscheinung mit begrenztem Angebot darstellen. 

Gerade vor Ort hab ich schon oft Teile bekommen, die so knapp dimensioniert waren, dass ich sie nur als Notlösung sehen konnte ... sehe das vielleicht zu negativ aber habe halt auch schon einige Enttäuschungen erlebt.

[DarknessFalls]

Okay, ich bin jetzt schon davon ausgegangen, dass man bei so einem Elkotausch schon weiss, was man tut. Und wenn man das weiß, wird man um billige Elkos einen großen Bogen schlagen, gerade bei teurem und/oder liebgewonnenem Geraffel.

[stefan_4711]

Okay, ich bin jetzt schon davon ausgegangen, dass man bei so einem Elkotausch schon weiss, was man tut. Und wenn man das weiß, wird man um billige Elkos einen großen Bogen schlagen, gerade bei teurem und/oder liebgewonnenem Geraffel.

Das sehe ich genauso. Wer billigt kauft, kauft zweimal...

[scope]

Für den Fall dass jemand solche Klemmen konfektionieren möchte:
Am Besten mit einem 0,6 -0,8 mm Bohrer an gezeigter Stelle durchbohren und aussen sparsam verlöten.

[scope]

2004 habe ich zwei DVBT Empfänger von Mustek  im Saturnmarkt gekauft. Da DVBT vor einigen Tagen abgeschaltet wurde, habe ich vorhin die Gelegenheit genutzt,
einen dieser Receiver zu öffnen und einige Stichproben zu nehmen. Das Gerät war demnach ca. 4500 Tage (108000 Stunden) unterbrochen am Netz im Standbymode und etwa
22000 Stunden davon im "Vollbetrieb",  wobei das Gerät -dann- sogar ziemlich warm wurde.

In dem Teil sind ca. 30 Elkos eingebaut, von denen aber nur 5 Stück die vollen 108000 Stunden unter Spannung standen. Diese fünf aus dem Schaltnetzteil stammen von den Herstellern

2 * Chang
1 * Secon
2 * Samwha



Alles 105 Grad Typen. Mustek  (Möglicherweise nur branding) hat anscheinend alles eingekauft, was günstig zu bekommen war.
Es sind noch weitere chinesische  asiatische Elkomarken im Gerät verbaut (Nantong z.B.) aber ich beschränke mich auf die fünf , die immer unter Spannung standen.

Keiner der Elkos zeigt optische Mängel.






Der Schlechteste hat noch 70% seiner Nennkapazität und ausreichend niedrigen ESR. Er würde in einem ESR-Tester noch als "good" durchgehen.

Schon erstaunlich!