Oude elco’s opnieuw formateren – Herverkoop

Elco’s die al langer in de winkel op de plank hebben gelegen, als ‘new old stock‘, uit de dumphandel komen of als componenten in oudere apparatuur zitten, zijn niet meer van dusdanige kwaliteit dat ze zonder meer bruikbaar zijn. Op de positieve elektrode zit na fabricage een heel dunne laag oxide, die als diëlektricum tussen de platen fungeert. Deze laag wordt in normaal bedrijf, als de elco regelmatig onder spanning staat, in stand gehouden door de lekstroom in deze component. Maar als zo’n condensator lange tijd niet gebruikt is, verdwijnt dit laagje na verloop van tijd, zodat de elco meer en meer op een kortsluiting gaat lijken. Als er dan wel opeens spanning op wordt gezet, kan de stroom zo groot worden dat de elco oververhit raakt en het diëlectricum verdampt, waardoor de condensator zelfs uit elkaar kan knallen.

Bij kleine capaciteitswaarden is het de moeite niet waard om daar risico’s mee te nemen, zo duur zijn deze componenten nu ook weer niet. Of het moet zo zijn dat je bijvoorbeeld een oude radio zo origineel mogelijk wilt maken of houden. Axiale elco’s worden meer en meer een zeldzaamheid en zijn nauwelijks meer nieuw verkrijgbaar. Grote afvlakcondensatoren zijn altijd kostbaar geweest en zeker voor deze categorie is het de moeite waard om eerst eens te proberen om ze nieuw leven in te blazen. En natuurlijk is het juist deze groep die de meest spectaculaire ‘explosies’ laat zien als het mis gaat…

Dit is te voorkomen door de elco langzaam wakker te maken (oftewel: het oxidelaagje weer langzaam op te bouwen). Gebruik een grote serieweerstand (bijv. 1 M) en sluit het geheel aan op een labvoeding. Zet in eerste instantie de voedingsspanning op pakweg 1/4 van de nominale spanning van de elco en meet de spanning die erover komt te staan. Het kan enige tijd, zelf de nodige uren duren voordat die spanning gelijk is aan die van de voeding (i.e. de elco opgeladen is), het is een kwestie van geduld om de oxidelaag te laten herstellen. Daarna kunt u de spanning in een paar stappen (steeds wachten tot de beide voltages weer gelijk zijn) opvoeren tot de nominale waarde en daar enige tijd op laten staan. Er is een behoorlijk grote kans dat het succes oplevert als deze procedure met beleid en geduld wordt gevolgd!

( Elektuur 511 2006-5)

Het herstellen van oude elco’s: Het proces van formeren

Wist je dat oude elektrolytische condensatoren (elco’s) die tientallen jaren ongebruikt in de kast hebben gelegen, soms een tweede leven kunnen krijgen? Zelfs als ze bij een eerste test slecht meten, zijn ze niet altijd direct rijp voor de schroothoop.

De zelfherstellende werking

In de basis bestaat een elco, net als andere condensatoren, uit twee opgerolde metalen platen met een isolatielaag ertussen. Het unieke aan een elco is dat deze isolatielaag niet van kunststof is, maar chemisch wordt gevormd door de elektrolytvloeistof tussen de platen. Dit zorgt voor een bijzonder voordeel: elco’s hebben een zelfherstellend vermogen. Zolang de behuizing niet lekt en de vloeistof niet is uitgedroogd, kan de isolatielaag opnieuw worden opgebouwd.

Hoe breng je een elco weer tot leven?

Dit proces noemen we ook wel formeren. Je kunt dit voorzichtig zelf doen door de volgende stappen te volgen:

Spanning aanbrengen: Zet een spanning op de elco met de juiste polariteit (+ op + en – op -).
Stroom begrenzen: Plaats een weerstand in serie met de condensator. Dit dient als veiligheidsbuffer om de stroom te beperken.
Meten is weten: De weerstand fungeert direct als meetpunt. Door de spanning over de weerstand te meten, zie je exact hoeveel lekstroom er door de condensator loopt.
Het proces volgen: Bij een gezonde elco zal de lekstroom langzaam afnemen naarmate de isolatielaag zich herstelt.

Wanneer is het einde oefening? Blijft de lekstroom hoog of weigert deze te dalen? Dan is de kans groot dat de elco intern is uitgedroogd. In dat geval is de chemische balans definitief verstoord en kun je de condensator voor de veiligheid van je apparatuur beter vervangen door een nieuw exemplaar.

Richtwaarden voor lekstroom (Leakage Current)

Bij het formeren (reforming) van een elco gebruik je vaak een serieschakeling. Een goede vuistregel voor de maximale toegestane lekstroom na het proces is gebaseerd op de capaciteit en de werkspanning.

Status van de Elco	Gedrag van de Lekstroom	Conclusie
Gezond / Hersteld	Begint hoog, zakt binnen 5-30 min naar bijna 0 µA.	Veilig te gebruiken
Licht verouderd	Zakt langzaam , maar blijft stabiel op een heel lage waarde	Bruikbaar in minder kritische circuits2/10
Defect / Uitgedroogd	Blijft constant hoog of loopt zelfs weer op (warmte!).	Vervangen, risico op kortsluiting.

De “Vuistregel” Formule

Voor een moderne elco op kamertemperatuur wordt vaak de volgende formule gehanteerd voor de maximale lekstroom (I_leak) in microampères (µA)

I_leak≈ 0.01 x C x V

waarbij:
• Capaciteit in µF
• V = Werkspanning in Volt

Rekenvoorbeeld:
Heb je een elco van 1000µF en 25V? Dan is een lekstroom van 0,01 x 1000 x 25 = 250 µA (0,25 mA) vaak de bovengrens. Oude “vintage” elco’s mogen vaak iets meer lekken, maar als ze boven de 1 mA tot 2 mA blijven hangen bij kamertemperatuur, worden ze onbetrouwbaar.

Praktische Tips bij het testen:
• Warmte is de vijand: Voel tijdens het proces voorzichtig aan de elco. Wordt hij warm? Stop dan onmiddellijk. Dat betekent dat de lekstroom intern wordt omgezet in hitte, wat kan leiden tot ontploffing.
• Geduld: Bij elco’s die al 30+ jaar stilstaan, kan het herstelproces soms wel een paar uur duren. Verhoog de spanning eventueel stapje voor stapje (bijv. in stappen van 10V).
• Ontladen: Vergeet niet de elco na het testen weer veilig te ontladen via een weerstand voordat je hem aanraakt!

Benodigdheden voor een testopstelling

Om dit veilig te doen zonder de elco (of jezelf) te beschadigen, heb je een gecontroleerde opstelling nodig. Je wilt de stroom namelijk beperken, zodat de isolatielaag de tijd krijgt om chemisch te herstellen zonder dat de vogel “kookt”.

Onderdeel	Functie	Advies
Regelbare voeding	Om de spanning langzaam op te voeren.	Bijv. een labvoeding of een batterij-array.
Serieweerstand	Begrenst de laad- en lekstroom	10kΩ tot 47kΩ (0,5 Watt of hoger).
Multimeter	Om de spanning over de weerstand te meten	In de stand ‘DC Volt’.
Krokodillenklemmen	Voor een stabiele verbinding.	Voorkom losschietende draden bij hoge spanning.

De opstelling bouwen
1. Schakel alles in serie: Verbind de positieve pool van je voeding met de weerstand. Verbind de andere kant van de weerstand met de pluspool van de elco.
2. Sluit de kring: Verbind de minpool van de elco met de minpool van de voeding.
3. Meten: Zet je multimeter (in Volt-stand) over de weerstand.

Hoe reken je de lekstroom uit?
Je meet spanning (V), maar je wilt stroom (I) weten. Gebruik hiervoor de wet van Ohm:

I = V_weerstand / R_weerstand

Voorbeeld:Meet je 2V over een weerstand van 10.000Ω (10kΩ)? Dan is de lekstroom: 2 / 10.000 = 0,0002A, oftewel 0,2 mA (200 µA).

Het stappenplan voor oude elco’s
•Stap 1: Begin op een lage spanning (bijv. 10% van de nominale waarde op het tonnetje).
• Stap 2: Wacht tot de spanning over de weerstand (de lekstroom) begint te dalen.
• Stap 3: Verhoog de voedingsspanning in stapjes van bijvoorbeeld 5V of 10V, telkens wanneer de lekstroom gestabiliseerd is.
• Stap 4: Ga door tot je de maximale werkspanning van de elco bereikt.

Belangrijke veiligheidswaarschuwing: Werk je met elco’s uit oude buizenradio’s of versterkers (met spanningen boven de 50V)? Wees dan extreem voorzichtig. Gebruik een isolatiemat en raak de contacten niet aan terwijl de spanning erop staat.

Meten is weten

tabelletje om de meetwaarden te noteren om de voortgang van het herstel bij te houden.

Tijd (min)	Voedingsspanning (Vin)	Spanning over weerstand (VR)	Berekende Lekstroom (I=VR/R)	Notitie (Warmte/Geluid?)
0	……… V	……… V	……… mA	Start van proces
5	……… V	……… V	……… mA
15	……… V	……… V	……… mA
30	……… V	……… V	……… mA	Spanning evt. verhogen
60	……… V	……… V	……… mA

Hoe lees je dit in?

1. De start: In het begin zal de lekstroom hoog zijn. Dit is normaal; de isolatielaag is immers nog niet optimaal.
2. De daling: Je wilt zien dat de stroom in de eerste 15-30 minuten significant afneemt.
3. De limiet: Als de stroom stabiel blijft op een lage waarde (bijv. < 0,5 mA), kun je de voedingsspanning V_in weer een stapje verhogen richting de werkspanning van de elco.
4. Het eindoordeel: Als je de maximale werkspanning hebt bereikt en de stroom is stabiel en laag, dan is de elco weer betrouwbaar voor gebruik.