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Database of the best electrolytic capacitors – Are Japanese capacitors really better than Chinese or Taiwanese ones?

I’m letting my friend Aris have his say again today and would be delighted if you would also support his plans. What he’s testing is sound, but it’s really hard to make a name for yourself in this age of colorful YouTube videos and dangerous TikTok half-truths. And so today we’re sharing our reach again and I’m pushing his project a little, because I think the whole thing is really important. You can only counteract the usual myths about products and their origins with really well thought-out and independent tests! But I’ll just let Aris write the whole thing himself now, because it’s a subject close to his heart…

We hear so much about Japanese capacitors and also that almost every capacitor made in China is bad. But is that true? I decided to do some testing in real conditions to find out the truth and in the near future my database will include all types of capacitors and do more than one test per model to check production batches as there can be differences! Real capacitor testing – because it’s easier said than done! In today’s electronics, capacitors are everywhere and play an important role in the lifespan of any product. Therefore, it is crucial to be able to evaluate their quality and tolerance to abuse using scientific methods that do not require long testing periods.

A capacitor is an electronic component that stores and releases electrical energy in a circuit. It consists of two conductive plates separated by an insulating material known as a dielectric. When a voltage is applied across the plates, an electric field is created which causes the capacitor to store energy. Capacitors are used in electronic circuits for various purposes, such as smoothing power supply voltages, filtering signals and timing applications. They are characterized by their capacitance, measured in farads (F).

High quality capacitors are essential for every electronic component, including of course the power supplies used by every electronic device today, not just your PCs. Typically, high-end power supplies use capacitors from Chemi-Con, while mid-range power supplies use cheaper caps from Teapo or Elite.

The voltage rating of a capacitor indicates the maximum voltage that a capacitor can safely withstand without breaking down. If this voltage rating is exceeded, this can lead to the insulation breaking down and the capacitor failing or even being damaged. When selecting a capacitor for a circuit, it is essential to choose one with a higher voltage rating than the maximum voltage the capacitor will experience in the application. This provides a safety buffer and helps to ensure that the capacitor operates reliably within its specified parameters.

Overloading a capacitor or applying a voltage above its rated voltage can lead to several undesirable consequences:

  • Breakdown and damage:
    Exceeding the voltage rating can cause the dielectric between the capacitor plates to breakdown. This breakdown can cause a short circuit, damage the capacitor and possibly other components in the circuit.
  • Reduced capacitance:
    Overvoltage can change the physical and electrical properties of the capacitor, resulting in a decrease in capacitance. This change can affect the performance of the capacitor in the circuit.
  • Leakage current:
    Overload stress can increase the leakage current across the capacitor. Leakage current flows through the dielectric, and excessive leakage current can negatively affect the performance of the capacitor.
  • Electrical failure:
    Prolonged exposure to overload conditions can cause gradual degradation of the capacitor, ultimately leading to electrical failure.
  • Safety hazards:
    In extreme cases, overvoltage can cause the capacitor to fail catastrophically, resulting in the release of smoke, gas or even bursting. This poses safety risks, especially in applications where the capacitor is close to other components or in an enclosed space.

So far, we know from experience that Japanese capacitors are better than Taiwanese ones and Taiwanese caps are better than Chinese ones. However, relying solely on the provided specifications, experience and rumors is not the most scientific way to judge a product. On a visit to Great Wall’s headquarters, I noticed that their R&D center conducts exhaustive capacitor tests, stressing test items to their maximum ratings to determine if the official specifications are correct.

I can’t test capacitors at 105 °C for 2,000 or 3,000 hours because I don’t have the equipment, time or money for the electricity bills. So I decided to replicate another test that GW also performs. They overload the capacitors under test until they explode to determine their tolerance to higher than rated voltage levels; this is how the quality of the dielectric is assessed. The higher quality caps will have a higher tolerance to overvoltage.

Since I wanted to see how this new experiment would go, I decided to start slowly, using equipment I already had in the lab, rather than investing in additional equipment from the beginning. This means that for now I will only test lower voltage capacitors and not bulk caps with voltage ratings of 400 V and above.

Kommentar

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echolot

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908 Kommentare 711 Likes

Ganz weit weg vom Mainstream aber klasse, dass Igorslab gerade diesen Dingen eine Bühne gibt.120 Hz um den Testvorgang zu beschleunigen?

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eastcoast_pete

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1,454 Kommentare 817 Likes

Die Datenbank sehe ich mir auf jeden Fall mal an, bzw durch. Auch gleich ein paar erste Fragen:
1. Wie sehr ist denn die Lebensdauer v.a. von Elektrolytkondensatoren von der Umgebungstemperatur abhängig? Denn die kann ja je nach Einsatzort und Belüftung ziemlich variieren. Da Elektronik allgemein Hitze nicht so mag, nehme ich an, daß höhere Temperaturen ziemlich negative Auswirkungen haben werden, aber annehmen heißt eben nicht wissen. Daher frage ich. 2. Auch da würde mich interessieren, ob ansonsten (bei derselben, niedrigeren Temperatur) gleiche oder ähnliche Kondensatoren sich bei 20 - 30 Grad höheren Temperaturen (vs. Ambient) dann doch in ihrer Überspannungstoleranz unterscheiden?
Und letztlich, 3. wie groß ist denn die Streuung bei den Kondensatoren aus der Grossserienproduktion?
Denn Kandidaten fürs Testen im Labor können auch handverlesen sein, während die, die man in den eigenen Boards oder Netzteilen erwischt, das wohl eher nicht sind. Und ja, lese ich gerne mehr dazu, auch auf Deiner (Aris') Seite!

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Igor Wallossek

1

10,159 Kommentare 18,734 Likes

Ja. Aris und ich sind Blues Brothers 2.0 und es gibt keine Nischen. Nur unterschiedliche Zielgruppen. :p

Diese Kondensatoren haben ein Betriebstemperaturfenster und eine entsprechende Klassifizierung. Hohe Temperaturen tragen natürlich immer mit zur Alterung bei, allerdings sind diese Elektrolytkondensatoren gegen Ripple viel, viel anfälliger. Ehe die durch die Temperaturen innerhalb der Normobergrenzen signifikant nachlassen, kommen erst mal die Rippelströme und die chemische Instabilität bei Langzeiteinsätzen / ungenutzter Lagerung. Deshalb empfehle ich ja auch, 15 Jahre alte Netzteile nicht mehr mit aktueller Grafikhardware zu nutzen.

Was Aris betrifft, ich kenne das Feeling nur zu gut, sich wie ein Irrer abstrampeln zu müssen, um gegen den Mainstream zu bestehen. Da aktuell meine Reichweiten deutlich höher sind, muss man ihn einfach auch so mal eine Bühne geben, das ist unter Freunden nur fair. Denn viele Hersteller schicken ihm nichts, weil der YT-Kanal angeblich zu klein und die Webseite zu unbedeutend sei. Doch reine Leserzahlen sind nun mal nicht alles, das begreift die Marketing-Blase der ganzen Hestelller (noch) nicht. Aber es gibt nicht wenige Firmen, die sich mittlerweile aus TikTok und Insta wieder zurückziehen, weil man dort nicht mehr viel verkaufen kann. Immerhin ein Anfang :D

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l
letauch

Neuling

8 Kommentare 7 Likes

Ahoi,

für die Lebensdauer gilt allgemein zunächst das Arrhenius Gesetz: pro 10K Temperaturerhöhung verringert sich die Lebensdauer um 50%. Oder andersrum: Verdoppelung wenn die Temperatur um 10K geringer ist.

Beispiel:

Nennlebensdauer 10.000h bei 105°C lt. Datenblatt, ergibt bei 65°C eine Lebensdauer von 160.000 Stunden (ca. 20 Jahre). Der angelegte Strom reduziert die Lebensdauer zusätzlich.

Hier muss man dann unterscheiden, ob die Nennlebensdauer bereits mit Strom spezifiziert ist oder ohne. Falls ohne Storm spezifiziert, muss die Lebensdauer nochmals halbiert werden, wenn 100% vom Nennstrom anliegen.

Das gilt grundsätzlich für alle 85°C Kondensatoren, die meisten Hersteller geben die Nennlebensdauer inkl. Strom für alle SnapIn Kondensatoren, sowie low Impedance und/oder Polymerkondensatoren an.

Gruß
thornhill

BTW: der Test, wieviel Überspannung die Kondensatoren aushalten bezieht sich auf die Ermittlung der Formierspannung. Die Kondesatoren werden im Werk in einem chemischen Bad formiert, d.h. die Elektrolytschicht wird über einen Zeitraum X bei Spannung Y aufgebaut.

Je höher diese Spannung, desto ausgeprägter diese Schicht, und umso höher die Spannungsfestigkeit. Hier werden natürlich Reserven eingebaut, d.h. eine höhere Formierspannung wird angelegt. Bei den getesteten 16V Typen, ist der Energieaufwand der Formierung vergleichweise gering, d.h. der Mehraufwand einer großzügigen Formierung hält sich in Grenzen.

Anders sieht das bei 400V SnapIn Kondensatoren aus, wo der Formierprozess ohnehin länger dauert und deutlich mehr Energie aufgewendet werden muss. Hier trennt sich dann sehr schnell die Spreu vom Weizen und auch die Kapzitäten sind weiter von den Nennwerten entfernt.

Eine Qualitätsanalyse muss von weiteren Tests begleitet werden. Je nach Type:

  • ESR
  • ESR und Kapazität über die Zeit (Beschleunigung über erhöhte Temperatur machbar) - nur so kann man eine Erwartung bzgl. der Lebensdauer ableiten

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big-maec

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822 Kommentare 475 Likes

So eine Kondensatordatenbank hat schon was, ist auf jeden Fall eine Bereicherung.
Mal unter uns, diese beiden Kondensatoren möchtest du so nicht testen, der kleine rechts ist die übliche Größe, die auch in den PC-Netzteilen drin ist. Mir ist mal ein etwas kleinerer hochgegangen, verdammt viel Flüssigkeit und Rauch kommt aus diesen Dingern und von dem Geruch ganz zu schweigen.

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Daedalus

Veteran

157 Kommentare 137 Likes

Da gibts nix hinzuzufügen. Danke auch von meiner Seite!

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H
Headyman

Veteran

116 Kommentare 53 Likes

Hach was tut man nicht alles im jugendlichen Leichtsinn. Verpolen und Schmackes drauf, damit zerlegt man sie alle. Es fängt mit den Kleinen an, raucht und stinkt und manchmal ne kleine Explosion. Bei den Größeren geht man dann schon ein bisschen weiter weg, das kann dann schon mal ordentlich herausspritzen und man will das nicht am Körper haben.
Aber es geht immer noch größer.
Irgendjemand hatte damals so ein riesen Ding angeschleppt, musste man fast mit 2 Händen tragen. Da haben wir aber dann den Raum verlassen und der ging erst nach mehreren Versuchen hops. War ne riesen Sauerei.

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Igor Wallossek

1

10,159 Kommentare 18,734 Likes

Statler und Waldorf :D

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Ghoster52

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1,400 Kommentare 1,059 Likes

Vernünftiger Lesestoff (y)
Mal was anderes und nicht immer nur NV 12V xxx Stecker und Kupplungen.

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Y
Yumiko

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469 Kommentare 206 Likes

Macht aber immerhin genauso viel Bums und Rauch :p

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FfFCMAD

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668 Kommentare 173 Likes

Sehr unkonventionell. Ob das wirklich uebertragbar ist?

Ich schlage jedoch vor die Kondensatoren auch mit hohen Frequenzen zu testen. (Lange her, waren es 100KHz?) Speziell die Kapazität. Je nach Verwendungszweck des Kondensators scheiden sich hier die Geister deutlich. Nicht das jemand wegen eurem testen denkt: "Der Kondensator ist so gut, den steck ich mal in das Schaltnetzteil als Austausch" und der Kondensator hat hier effektiv nur noch den Bruchteil seiner angegebenen Kapazität.

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g
goch

Veteran

470 Kommentare 179 Likes

Das erinnert mich etwas an die Zeit, in welcher ich bei den alten Aurums die Frequenzweiche wieder aufgearbeitet habe. Wäre Mal interessant, wie sich die Hifi Kollegen von Mundorf und Co schlagen.
Da gibt's ja auch eine Ränge von vernünftig bis mehrfach mit Schlangenöl eingerieben

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Megaone

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1,740 Kommentare 1,642 Likes

Das würde mich in der Tat auch interessieren. Die Dinger müssten ja allein aufgrund der Preisgestaltung garantiert bis ans Ende aller Zeiten halten. 😇

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Inzingor

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198 Kommentare 117 Likes

Sind die Dämpfe, die bei einer Explosion des Bauteils entstehen, sehr giftig? Wie sollte ich darauf reagieren, wenn so etwas in meinem Haushalt passiert?

Ansonsten bin ich gespannt, welche Werbeaussagen durch solche Tests entwertet werden.

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Igor Wallossek

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10,159 Kommentare 18,734 Likes

Tief durchatmen :D

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RX480

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1,840 Kommentare 840 Likes

Man könnte schonmal für die hier verwendeten NT´s die Datenbank füllen.
und
Bitte demnächst mal wieder die 850W-NT´s näher beleuchten.(x)

Könnte man diese Werte auch in die DB übernehmen?

(x) das letzte 850W-NT ist schon ne Weile her und es fehlen Vgl. mit anderen NT´s

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D
Deridex

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2,210 Kommentare 846 Likes

Für mich gibt es, wenn ich Elkos in einer Schaltung verwende eine große Frage:
Halten die Elkos die Werte aus dem jeweiligen Datenblatt ein?
Das kann mir der Artikel auch nicht beantworten.

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G
Guest

Danke!
Endlich einmal ein Lesestoff, der in meine Richtung geht! SUPER SUPER DANKE AN DEN MEISTER DES TEXTES! DANKE !!
ARIS.. was sonnst. Wenn es das nicht gäbe, wo lesen wo info? ( ich dachte immer bin der einzige ARIS-Nerd und die Brille und Hut sind auf.lang lebe der Blues!)
sorry wenn ich wie Teeny bei ahm dings.. was isn jetzt in bei einem KOnzert? ausflipp.. lol
Info-Wissen-Tests-damit Vor ausschluss verfahren-schneller ein ERgebnis.. in etwa.
WENN DU QUALITÄT WILLST UND FUNKTIONIERender ERFOLG. Vor allem wenn ich was brauch, ist es da ( bau grad für
späteres Hobby, Pension das wh 4t größte Radioteleskop, na ja.. Und a die kleinsten Emitter, weil mobil. wenn 20 Drohnen das stabil
halten, hast nette Auflösung.. zb. (( dafür is Hx-100 auch gut um sie zu miss brau chen--lol))
Ich muss nur die Luftraumsicherung im Auge haben.. Berge genug Berge.. es geht.. später..

Das China-klumpert nimmt man nicht, wenn man an seiner europäischen Welt hängt. gilt net für Leibeigen und jene die es gewöhnt
sind das billigste Angebot bestehend aus Weißblech und Obsoleszenz zu nehmen, damit alles kaputt geht. Ist doch egal. Hauen wir es
weg. Aus prinzipieller Weitsicht. Sonnst weiss hier keiner nix mher, und es gibt kleine Wirtschaft keine der nix macht.. Na eben.
JAPAN ist Qualität. Okay. Wenn Mercedes seine Autos wie Mazda bauen würde, wären es wieder Mercedes.. egal.
Sog. Ripple syndromes sind interessant, hab ich schon unterschiedliche Ausgänge erlebt, wann das Material DOA ging.
Aber nie wenn du es provozierst. Da nie.
Und ganze UNis und Fachzeitschriften geforste um zu finden.. na ja. stromNerd STROMBERG JAMES BOND..lol

NETZTEIL NEU ( ausgestunken SEASONIC / BeQ.. ) und neue hARDWARE.

Damit die Feuerweh auch morgen noch keine Freude mit dir hat.. :) Peace

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Zecka

Mitglied

17 Kommentare 19 Likes

:LOL: Kennen wohl nur die Älteren hier
Die beiden aus der Muppet Show mit ihren bissigen Kommentaren

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About the author

Dr. Aristeidis Mpitziopoulos

Chief Test Engineer at Cybenetics LTD

Ph.D. in Wireless Sensor Networks
Bachelor in Computer Science and Electronics
Telecommunications Engineer Degree

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