www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Supercap mit Konstantstrom laden


Autor: Markus Steffen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

möchte einen 0.22F 5.5V Supercap mit einem Spannungsregler (LP2950) auf 
5V laden.
Ich möchte den Supercap mit einem konstanten Ladestrom von 150mA laden.
Problem ist, dass mit einem Supercap als Last kein konstanter Strom 
gezogen wird.
Nun die Frage, gibt es eine Möglichkeit, den LP2950 als 
Konstantstromquelle zu missbrauchen oder muss ich eine 
Konstantstromquelle dem Spannungsregler nachschalten?

Grüsse Markus

: Verschoben durch Admin
Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der LP2950 ist offiziell nur für 100mA zu gebrauchen, 150mA entspricht 
ungefähr seinem Kurzschlussstrom.

Folglich reicht es aus, den Kondensator ganz normal an den LP2950 
anzuschliessen. Mehr Strom als ungefähr 150mA wird der Regler 
konstruktionsbedingt sowieso nicht liefern.

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
also...

Annahme: beim Einschalten hat das Supercap 0 Ohm.

Es sollen aber nur 150mA fließen, also R davor ->

R = U/I = 5V/150mA = 33 Ohm

Durch das Laden wird der Widerstand des Cap immer weiter steigen -> 
Strom geht runter

Was hälst von der Lösung?

Autor: Markus Steffen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für die schnelle Antworten.

Ich habe vergessen zu sagen, dass ich den LP2950 wegen seines 
Kurzschlusstromes von 150mA quasi als Strombegrenzung einsetze.
Nur das Problem ist, dass ich ja nur am Anfang einen "Kurzschluss" habe, 
danach steigt ja der Widerstand des C's und der Strom sinkt.

Da ich den Cap möglichst schnell laden will, möchte ich einen konstanten 
Strom von 150mA und nicht nur am Anfang.

Grüsse

Autor: Norgan (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Daraus folgt du musst linear über die Zeit die Spannung erhöhen um einen 
konstanten Strom zu erhalten. Bei einer Spannungsfestigkeit von 5,5 V 
kannst du dir nun selber ausrechnen, wie lange (beziehungsweise kurz) du 
einen 150 mA Strom aufrecht erhalten kannst ohne die Spannungsfestigkeit 
zu überschreiten.

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der LP2950 liefert bis zu seiner Nennausgangsspannung mindestens 100mA, 
typischerweise etwas mehr. Wenn dir das nicht reicht, dann benötigst du 
einen stärkeren Regler mit definierbarer Strombegrenzung, wie 
beispielsweise den L200.

Und denk dran, dass nicht alle Supercaps auch Hochstromtypen sind, 
sondern möglicherweise die alten Typen mit eher hohem Innenwiderstand.

Autor: Peter Roth (gelb)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Supercap hat vermutlich einen Innenwiderstand von etwa 50 Ohm.

Mehr als 5,5V darfst du nicht anlegen. Macht 110mA bei leerem Cap.

Ich denke, du kannst deshalb ohne Strombegrenzung einfach 5,5V anlegen.

Schnellere Lademethoden wird es nicht geben.

Grüße, Peter

Autor: Markus Steffen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Peter Roth
Da die 110mA aber nicht dauernd fliessen, wäre eine Ladung mit einer 
Konstantstromquelle doch wesentlich schneller, nicht?

Oder verhalten sich Supercaps womöglich nicht wie normale Kondensatoren? 
Ich denke schon, oder?

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Markus Steffen wrote:

> Da die 110mA aber nicht dauernd fliessen, wäre eine Ladung mit einer
> Konstantstromquelle doch wesentlich schneller, nicht?

Aber klar doch. Nur musst du dann dank des Innenwiderstands und 
vorhandener Teilladung mehr als 5,5V angelegen. Und dann ist der ganz 
schnell nicht nur voll sondern PUFF.

> Oder verhalten sich Supercaps womöglich nicht wie normale Kondensatoren?
> Ich denke schon, oder?

Teils ja, teils nein. Aber reale Kondensatoren verhalten sich ungefähr 
wie ideale Kondensatoren garniert mit einem Serienwiderstand (und ein 
bischen mehr was hier keine Rolle spielt). Und der ist bei den alten 
Goldcap- oder Supercap-Typen ziemlich gross.

Das "teils nein" bezieht sich auf den letzten Teil der Ladekurve. Der 
geht ganz gemachlich über Minuten bis Stunden, und dagegen kannst du 
nicht anstinken.

Autor: Markus Steffen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie wäre es, wenn ich den LP2950 weglasse und mit meinen 15V 
Versorgungsspannung eine Konstantstromquelle aufbaue welche einen max. 
Strom von 150mA zulässt und ich noch beachte, dass niemals mehr als 5V 
über dem Supercap abfallen würden?

Dann wäre das ganze doch kein Problem und relativ schnell, oder?

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Markus Steffen wrote:

> Wie wäre es, wenn ich den LP2950 weglasse und mit meinen 15V
> Versorgungsspannung eine Konstantstromquelle aufbaue welche einen max.
> Strom von 150mA zulässt und ich noch beachte, dass niemals mehr als 5V
> über dem Supercap abfallen würden?

Dann kommt genau das gleiche raus. Das ohm'sche Gesetz gilt dann nämlich 
immer noch.

Aber es bleibt dir unbenommen, einen L200 als 5V-Regler mit 150mA 
Strombegrenzung aufzubauen. Wird nichts Substantielles dran ändern, aber 
dann hast du genau das was du hier beschreibst.

Autor: Peter Roth (gelb)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Markus Steffen (Gast)

Lies mal das Datenblatt, die von mir genannten 50 Ohm sind nur ein 
Schätzwert. Vielleicht sind es bei deinem Cap ja nur 10 Ohm, dann kannst 
du mehr Strom fließen lassen. Supercaps sind eben in der Beziehung etwas 
extrem.

Aber die 5,5V dürfen nicht überschritten werden, sonst werden sie 
undicht.
Ich hatte versehentlich mal 10V an einem, seitdem entlädt er sich immer 
schnell auf 3V und hält erst dann seine Ladung...

Grüße, Peter

Autor: Markus Steffen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Klar, wieder um alle Ecken und Kanten gedacht und dabei das Simple aus 
den Augen verloren...

Hmm, gibt es wirklich keine Möglichkeit den Supercap mit Hilfe meiner 
15V Versorgungsspannung mit Konstantstrom zu laden?

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Peter: Dürfte einer der beiden intern in Serie geschalteten Caps über'n 
Jordan sein. Eigentlich können die ja prinzipbedingt nur 2,5V ab.

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du kannst so viel Strom reinschiessen, wie der bei 5,5V zulässt, nicht 
mehr. Wenn das mindestens 150mA sind, dann wird der besagte L200 dir 
auch 150mA liefern. Daran wird es auch nichts ändern, wenn du die 
gleiche Frage noch 50mal umformulierst.

Autor: Markus Steffen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ok alles klar, dann werd ichs wohl beim LP2950 belassen.
kommt ja in etwa auf das Selbe raus wie mit dem L200 nur halt zu beginn 
einen kleineren Spitzenstrom.

Autor: PJ (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hast Du mal ausgerechnet, wie lange das Aufladen überhaupt dauert?
Lohnt sich da der Aufwand einer Spezialschaltung?

Autor: Markus Steffen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ok vielen Dank, dann werd ich wohl mein vorhaben vom Schnellen laden 
begraben können...

Autor: Markus Steffen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@PJ

Ja ich habs mal überschlagen, möchte aber eine Aufladezeit von max. 15s.

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es wurde hier bereits ein paar Mal beschrieben aber nochmal langsam:

um einen konstanten Strom in den C zu treiben benötigst Du eine variable 
(sprich abhängig vom Ladezustand des Supercap ansteigende) Spannung.

Siehe Theorie der Stromquelle - zur Vereinfachung kannst du Dir auch 
einen R vorstellen, kleiner R bei eingestelltem Strom kleine Spannung, 
grosser R bei selbem Strom braucht eine hohe Spannung um den Strom zu 
treiben.

D.h. bei einem fast vollen Kondensator und einer daraus resultierenden 
geringen Änderung der Ladespannung/Zeitänderung benötigst Du eine sehr 
hohe Spannung.

Dein Supercap verträgt 5,5V - ist die Spannung darüber geht er kaputt.
Du kannst Dir aussuchen ob Du Deinen Supercap schnell laden willst und 
er dabei kaputt geht oder Du ihn langsam (exponentiell) bei konstanter 
Spannung laden willst und er überlebt.

MfG
K.

Autor: Markus Steffen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@K.
Dies ist mir schon klar und aus dem Grund, dass er über den Jordan geht 
bei zu hoher Eingangsspannung habe ich nach einer anderen Möglichkeit 
gesucht.

Wie sich aber in diesem Thread herausgestellt hat, gibt es keine andere 
Möglichkeit.

Grüsse Markus

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Solange das Ohmsche Gesetz gilt leider nein.
K.

Autor: Monster Beat (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hm wie kommt man auf so hohe Innenwiderstände beim Gold Cap oder Super 
Cap?

Also ich ziehe aus einem einzelnen Cap mit 20 oder 50 F bei 2,3 oder 2,5 
V locker mal 10 A

Wo ist da bitte der Innenwiderstand bei 10 oder noch mehr Ohm? :D

Die Teile liefern mehr Strom als NI-Cd Akkus und können ihn auch 
wesentlich schneller aufnehmen...

Autor: Jörg S. (joerg-s)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Hm wie kommt man auf so hohe Innenwiderstände beim Gold Cap oder Super
>Cap?
>Also ich ziehe aus einem einzelnen Cap mit 20 oder 50 F bei 2,3 oder 2,5
>V locker mal 10 A
>Wo ist da bitte der Innenwiderstand bei 10 oder noch mehr Ohm? :D
Die "kleinen" Caps (1F und kleiner) haben i.d.R. mehr Innenwiderstand 
weil sie z.B. für Sachen wie RTC Spannungsversorgung vorgesehen sind. 
Die größeren Klopper sind eher für Sachen mit viel Strom gedacht und 
haben daher auch weniger Innenwiderstand.

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  Monster Beat (Gast)

>Hm wie kommt man auf so hohe Innenwiderstände beim Gold Cap oder Super
>Cap?

>Also ich ziehe aus einem einzelnen Cap mit 20 oder 50 F bei 2,3 oder 2,5
>V locker mal 10 A

Wer redet denn hier von 20 oder 50F ??? Hier wird über ein hundertstel 
davon geredet !!!

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  Monster Beat (Gast)

>Hm wie kommt man auf so hohe Innenwiderstände beim Gold Cap oder Super
>Cap?

Der kommt daher, dass du den Unterschied nicht kennst.

Goldcap != Supercap!

MFG
Falk

Autor: Jörg S. (joerg-s)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Goldcap != Supercap!
Bist du sicher? Sind doch alles nur Markennamen, die Grundtechnologie 
(Doppelschichtkondensator) ist m.w. immer identisch.
Goldcaps gibt's ja auch bis 70F die dann unter 0,1 Ohm haben.

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  Jörg S. (joerg-s)

>>Goldcap != Supercap!
>Bist du sicher?

Ja, denn ebenso ist eine LED ist nicht einfach eine LED. Da stecken 
viele Jahre Entwicklung und Fortschritte um mehrere Grössenordnungen 
dahinter. Ebenso bei den Super/Goldcaps.

http://de.wikipedia.org/wiki/Superkondensator

MfG
Falk

Autor: Jörg S. (joerg-s)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Aber wie schon gesagt: Die Grundtechnologie ist identisch!
Von daher würde ich die Aussage "Goldcap = Supercap" unterstützen und 
eher von "1F != 20F" sprechen :)

Autor: Jürgen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein Goldcap darf nur bis zu einer Spannung von max. 5,5 Volt betrieben 
werden! Spannungen über 5,5 Volt zerstören den Goldcap.

Supercaps mit 50 F dürfen nur bis max. 2,3 Volt betrieben werden.

hier mal ein Link: http://www.sander-electronic.de/be00022.html

Ich selber habe einen 0,47 F Goldcap als Stützbatterie für einen 
I2C-Uhrenbaustein über einen 100 Ohm Widerstand an 5 Volt eingesetzt!


Gruß

Jürgen

Autor: Thomas S. (tsalzer)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das ist doch Haarspalterei.

Wenn ich z.B. ganz tolle LED verkaufen will, nenne ich die grüne halt 
Superspezial-ökologische-LED, und die rote dann Sozialdemokratische LED.

Deshalb ist es immer ratsam die Spez. zu lesen.

guude
ts

Autor: Jörg S. (joerg-s)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Ein Goldcap darf nur bis zu einer Spannung von max. 5,5 Volt betrieben
>werden! Spannungen über 5,5 Volt zerstören den Goldcap.
>Supercaps mit 50 F dürfen nur bis max. 2,3 Volt betrieben werden.
Wieder eine etwas unsinnige Aussage, da es (wie oben schon geschrieben) 
auch Goldcaps mit 2,5 2,3 oder 2,1V gibt.

Wie Thomas S. schon gesagt hat steht sowas im Datenblatt drin. Eine 
generelle Aussage "Goldcaps haben hohen Innenwiderstand" oder "Goldcaps 
haben 5,5V" kann man nicht machen, da es viel zu viel Unterschiedliche 
Typen gibt.
Grundsätzlich gelten für DLCs folgende Faustformeln:
- Je weniger Kapazität, desto weniger Innenwiderstand
- Je mehr Kapazität, desto höher der mögliche Lade- Entladestrom
- Je mehr Kapazität, desto höher die Selbstentladung
Ausnahmen bestätigen hier wieder die Regel ;)

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Machst Du eine Zenerdiode parallel zum Goldcap und schon kann er nicht 
zuviel Spannung bekommen!

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>- Je weniger Kapazität, desto weniger Innenwiderstand
ich dachte, der Ri wird höher?

>- Je mehr Kapazität, desto höher der mögliche Lade- Entladestrom
sofern der Ri mit der Kapazität steigt

>- Je mehr Kapazität, desto höher die Selbstentladung
wenn man mit Absolutwerten rechnet, dann mag das stimmen, aber wenn man 
das auf die Kapazität des C bezieht, dann wäre ich mir da nicht so 
sicher.

Autor: Jörg S. (joerg-s)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jens G. schrieb:
>>- Je weniger Kapazität, desto weniger Innenwiderstand
> ich dachte, der Ri wird höher?
Öhh, ja, andersrum ist es natürlich richtig :)

Autor: Monster Beat (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Achso die beste Ladeschaltung für Caps ist aus nem LM317T 
Spannungsregler.

Die Dinger kosten um die 35 Cent und können schön eingestellt werden mit 
nem Poti.

Beschaltung: Kondensator (0,1 µF), Widerstand 240 Ohm, Poti, Kondensator 
(1 µf) und das wars.

So lade ich meine Caps immer auf ne feste Spannung mit nem maximalen 
Strom von 1,5 A.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.