\u00dcber die Lagerf\u00e4higkeit von elektronischen Ger\u00e4ten macht man sich im Allgemeinen keine Gedanken: \u00dcblicherweise sind es eher k\u00fcrzere Zeitr\u00e4ume, \u00fcber die Ger\u00e4te inaktiv zwischengelagert werden. Wird es dann doch einmal notwendig, Ger\u00e4te \u00fcber Jahre hinweg ungenutzt zu lagern, stellen sich pl\u00f6tzlich Fragen: Welche Risiken birgt dieser Zeitraum f\u00fcr das Ger\u00e4t? Und wie k\u00f6nnen diese minimiert werden? Eine tiefergehende Recherche liefert \u00fcberraschende Erkenntnisse.<\/p>\n
Aus technischer Sicht wird die „Haltbarkeit“ eines elektronischen Komplettger\u00e4tes ma\u00dfgeblich von den best\u00fcckten Aluminium-Elektrolytkondensatoren (kurz: Elkos) mitbestimmt. Dies hat die Betrachtung der Haltbarkeit mit gewohnten Berechnungen von Lebenserwartung und Zuverl\u00e4ssigkeit elektronischer Ger\u00e4te anf\u00e4nglich noch gemeinsam. Sind bei einer herk\u00f6mmlichen Zuverl\u00e4ssigkeitsberechnung f\u00fcr den Dauerbetrieb vor allem die Betriebstemperaturen, die nach und nach eine Austrocknung des Elkos und damit einen irreversiblen Kapazit\u00e4tsverlust zur Folge haben, ausschlaggebend, m\u00fcssen im passiven Lagerfall g\u00e4nzlich andere Effekte ber\u00fccksichtigt werden, um die Haltbarkeit des Ger\u00e4tes zu bestimmen. Einige wichtige Punkte hierf\u00fcr finden sich nachfolgend aufgef\u00fchrt:<\/p>\n
a)\u00a0\u00a0 \u00a0Lagertemperatur und Feuchte
\nb)\u00a0\u00a0 \u00a0Anzahl der Klimaschwankungen und deren Heftigkeit
\nc)\u00a0\u00a0 \u00a0Qualit\u00e4t der Elko-Dichtungen am unteren Ende des Bechers (Stabilit\u00e4t bzw. Por\u00f6sit\u00e4t der Gummimischung von Dichtungen)
\nd)\u00a0\u00a0 \u00a0Art und chemische Zusammensetzung der in den Elkos verwandten Elektrolyte
\ne)\u00a0\u00a0 \u00a0Umgang mit Formierungseffekten der Elkos<\/p>\n
Ein besonders nennenswerter Effekt sind Degenerationen der inneren Oxidschichten an der anodischen Oberfl\u00e4che, die das eigentliche Dielektrikum der Elkos bilden. Bei bestimmten Elektrolyten kommt es hier zu einem reversiblen chemischen Effekt durch Einlagerung von Ionen in die Oxidstruktur und einem damit verbundenem Anstieg der DC-Reststr\u00f6me durch den Elko. Aufgrund unterschiedlicher verwendeter Elektrolyte gibt es bei Hochvolt-Elkos (z.B. auf Glykol basierende Elektrolyte) eine gr\u00f6\u00dfere Gef\u00e4hrdung als bei Niederspannungselkos. Elektrolytkondensatoren f\u00fcr kleinere Spannungen gelten gemeinhin als stabil und sind von diesen Reststromeffekten nicht nennenswert in der gleichen Form betroffen.<\/p>\n
Durch ein Anlegen von Spannung und dem damit verbundenen Stromfluss l\u00e4sst sich bei einem lange gelagerten Elko diese Oxidschicht aufgrund des flie\u00dfenden Gleichstroms wieder aufbauen und nach kurzer Zeit sind die Elkos wieder einsetzbar. Lediglich der anf\u00e4ngliche Reststrom (Leckstrom) kann relativ hohe Werte annehmen und den Elko nachhaltig sch\u00e4digen, weshalb ein begrenzter Gradient des Spannungsanstiegs oder eine direkte Limitierung des Leckstroms mittels Vorwiderstand empfohlen wird. Je nach Gr\u00f6\u00dfe des gew\u00e4hlten Vorwiderstands kann der Zeitraum f\u00fcr eine Neuformierung der Oxidschicht mehr oder weniger Zeit ben\u00f6tigen. Ein weiter fallender Reststrom deutet auf einen solchen Prozess hin.<\/p>\n
Auch die Hersteller weisen in ihren Datenbl\u00e4ttern zum Teil auf die oben genannten Effekte hin und beschreiben diese. Nachfolgend als Beispiel ein originales Zitat aus einem Elko-Datenblatt eines gro\u00dfen Herstellers zum Thema Langzeitlagerung der Komponente:<\/p>\n
“ Long Term Storage
\nLeakage current of a capacitor increases with long storage times. The aluminum oxide film deteriorates as a function of temperature and time. If used without reconditioning, an abnormally high current will be required to restore the oxide film. This current surge could cause the circuit or the capacitor to fail.
\n<\/i><\/p>\n
After one year, a capacitor should be reconditioned by applying rated voltage in series with a 1000\u03a9, current limiting resistor for a time period of 30 minutes. If the expired date of products date code is over eighteen months, the products should be return to confirmation.“<\/i><\/p>\n
Die hier verlangten Ma\u00dfnahmen sind naturgem\u00e4\u00df extrem konservativ. Sowohl bei sich langsam wechselnden Lagerbest\u00e4nden von Elkos, als auch bei kompletten Ger\u00e4ten ist es kaum m\u00f6glich, diese umzusetzen, was auch erkl\u00e4rt, warum hier niemand eine Garantie \u00fcbernehmen will und vermutlich auch nicht kann.<\/p>\n
In einem kompletten Ger\u00e4t gibt es neben den Elkos au\u00dferdem noch viele weitere Komponenten mit eigenen Abh\u00e4ngigkeiten bei der Lebenserwartung. Diese sind aber im Vergleich zu den betrachteten Effekten bei den Elkos viel langfristiger und brauchen daher nicht weiter betrachtet zu werden, sofern man die Ger\u00e4te nicht \u00fcber Dekaden lagern will.
\nBei der Lagerung fertig produzierter Neuger\u00e4te besteht das Problem mit den Elkos nicht: Neue Baugruppen werden bei der ersten Inbetriebnahme \u00fcblicherweise leistungsbegrenzt hochgefahren, was den Elkos als positiven Nebeneffekt die M\u00f6glichkeit gibt, die potenziell verlorenen Oxidschichten kontrolliert wieder neu aufzubauen.<\/p>\n
Typische Mindestzeiten der Lagerung unter Einhaltung der nominellen Reststr\u00f6me bei T<40\u00b0C werden von Elko-Herstellern kaum angegeben. Eine konstante Absenkung der Lagertemperatur auf ca. 25\u00b0C verl\u00e4ngert aber die m\u00f6glichen Lagerzeitr\u00e4ume wesentlich.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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