Hallo,
ich suche einen Kondensator, der mir eine Spannungsversorgung von 1,5V
bei einem Strom von max 100mA für 200ms überbrückt. Laut meinen
Berechnungen komme ich hier auf ca 13 mF.
Ob Through Hole oder SMD wäre egal, sie sollten jedoch möglichst klein
sein. Zusätzlich sollte es in einem Temperaturbereich von -46 bis +71 °C
funktionieren. Kommen hier prinzipiell nur Elkos in Frage oder gibt es
dafür auch andere Kondensatoren?
Acro schrieb:> Kommen hier prinzipiell nur Elkos in Frage oder gibt es> dafür auch andere Kondensatoren?
Grundsätzlich eignen sich da am besten sog. Doppelschichtkondensatoren.
Kondensatoren haben aber die Eigenschaft, das die Spannung sinkt, wenn
Strom entnommen wird. Vielleicht wäre ein NiZn-Akku ja besser geeignet.
Gruss
Harald
Danke für eure Antworten,
ich finde aber für den angegebenen Temperaturbereich keinen passenden.
Dafür gibt es generell sehr wenige, und die sind im Farad-Bereich...
Acro schrieb:> ich suche einen Kondensator, der mir eine Spannungsversorgung von 1,5V> bei einem Strom von max 100mA für 200ms überbrückt. Laut meinen> Berechnungen komme ich hier auf ca 13 mF.
Komme ich auch drauf, aber dann ist der Kondensator ganz leer.
Das wird dir aber nichts bringen, du must schon spezifizieren bis zu
welchen minimalen Spannung deine Schaltung noch funktioniert und diese
Differenzspannung must du dann in deine Formel einsetzen. Dann kommen da
auch wesentlich groessere Werte bei raus.
@Helmut:
ist richtig, es sollten mindestens 0,8 V für die 200ms verfügbar sein,
d.h. die Spannung am Q sollte 0,8V nicht unterschreiten. Da komm ich
dann (mit Reserve) auf ca 100 mF.
Nun will ich doch einen Through Hole, der in einem Temperaturbereich von
-46°C bis 71°C die Kapazität aufweist.
Danke, lG
Acro schrieb:> Alternativ: Gibt es SMD Kondensatoren mit mindestens 300µF, die eine> Bauform von 0805 nicht überschreiten (Höhe egal)?
220uF 1206 4V von Taiyo Yuden, dürfte aber leading edge sein.
rgds
6A66 schrieb:> Acro schrieb:>> Alternativ: Gibt es SMD Kondensatoren mit mindestens 300µF, die eine>> Bauform von 0805 nicht überschreiten (Höhe egal)?>> 220uF 1206 4V von Taiyo Yuden, dürfte aber leading edge sein.
Dass Taiyo Yuden nun schon für den Flugzeugbau Profilnasen herstellt,
ist mir neu...
vielleicht wolltest du "bleeding edge" schreiben? :-)
Acro schrieb:> Nun will ich doch einen Through Hole, der in einem Temperaturbereich von> -46°C bis 71°C die Kapazität aufweist.
Die Forderung -46° C hatte ich, so wie vermutlich auch andere
Antworter, übersehen. Sie ist recht ungewöhnlich und mit Stan-
dardbauteilen nicht zu erreichen. Da wirst Du um Anfragen bei
den Herstellern bzw. vielleicht sogar den Einbau einer Heizung
nicht drumherum kommen. Das gilt dann auch für die anderen
Bauteile in Deiner Elektronik.
Gruss
Harald
OK, denk ich mir...
Sind diese Superkondensatoren eigentlich Elektrolytkondensatoren?
Elkos haben ja prinzipiell eine sehr begrenzte Lebensdauer, ist das bei
diesen SuperCaps ähnlich?
Harald Wilhelms schrieb:> Die Forderung -46° C hatte ich, so wie vermutlich auch andere> Antworter, übersehen.
Nein :)
Harald Wilhelms schrieb:> ie ist recht ungewöhnlich und mit Stan-> dardbauteilen nicht zu erreichen.
Der von mir zitierte Kondensator
http://de.rs-online.com/web/p/product/5193826P/?gr...
kann die -55 Grad aber hat dann halt eine 5-fache Impedanz.
Schwieriger wird es da schon bei den anderen Bauteilen (digital, Opto,
Quarz, ...) die normalerweise nicht unter -40Grad gehen.
rgds
Hast du keine hoehere Spannung im Geraet von wo man den Elko aufladen
koennte? Bei einer hoeheren Spannung koennte die Kapazitaet wesentlich
kleiner werden weil man da auch einen groesseren Spannungunterschied
sich erlauben kann. Auf die 1.5V kommt man dann mittels Regler.
>Alternativ: Gibt es SMD Kondensatoren mit mindestens 300µF, die eine>Bauform von 0805 nicht überschreiten
Wenn Dich Tanal glücklich macht kommt Kemet T488 mit 220uF in 0805 recht
nahe dran.
viel Erfolg
Hauspapa
Die Alternative mit 300µF 0805 war folgendermaßen geplant:
Ursprünglich ging es mir darum, eine Batteriespannung von 1,5 V für eine
Applikation für 200ms zu überbrücken. Nachdem ich gesehen habe, dass so
große Cs für den Temperaturbereich und der geforderten kleinen Größe
nicht so einfach zu haben sind, hab ich mir gedacht, ich könnte auch
direkt di Spannung am µC für 200ms überbrücken (diese beträgt 5V). Mit
einem Delta von 1V (Erhaltung der Spannung bis 4V) und einem
Versorgungsstrom des µC von 1 mA komme ich mit meiner Berechnung auf
2mF.
Das kommt mir relativ hoch vor, stimmt meine Berechnung?
Wenn die Berechnung stimmt, werde ich wohl bei der Variante mit der
Überbrückung der Batteriespannung von 1,5V (Delta 0,7) für einen Strom
von ca 100mA für ebenfalls 200ms bleiben müssen (hier bin ich mit der
Größe nicht so stark begrenzt, kann den C parallel zur Batterie
außerhalb der Platine anbringen). Hier komm ich, wie beschrieben, auf ca
100mF.
Danke, lG
Acro schrieb:> Ursprünglich ging es mir darum, eine Batteriespannung von 1,5 V für eine> Applikation für 200ms zu überbrücken.
Die verwendeten Batterien halten den geforderten Temperaturbereich
durch?
Wenn du 100mF brauchst und die Leiterplatte nicht mit 100
Tantalkondensatoren vollpflastern und massig Platz verschwenden willst,
so musst du zu Doppelschichtkondensatoren greifen, und die sind alle
eben nur bis -40 Grad spezifiziert. Weniger geht nicht, vermutlich auch
weil sie eben wie Elektrolyt-Kodensatoren, ebenfalls ein flüssiges
Elektrolyt haben.
Also entweder Doppelschichtkondensatoren oder die Spannung drastisch
erhöhen.
Acro schrieb:> Die Alternative mit 300µF 0805 war folgendermaßen geplant:>> Ursprünglich ging es mir darum, eine Batteriespannung von 1,5 V für eine> Applikation für 200ms zu überbrücken. Nachdem ich gesehen habe, dass so> große Cs für den Temperaturbereich und der geforderten kleinen Größe> nicht so einfach zu haben sind, hab ich mir gedacht, ich könnte auch> direkt di Spannung am µC für 200ms überbrücken (diese beträgt 5V). Mit> einem Delta von 1V (Erhaltung der Spannung bis 4V) und einem> Versorgungsstrom des µC von 1 mA komme ich mit meiner Berechnung auf> 2mF.
Du hast also eine Schaltung die von einer Batteriezelle betrieben wird?
Und ein Step-Up Wandler der die Spannung auf 5V regelt? Warum kannst du
dann nicht den Spannungs-Bereich von 5V-0.9V mit den Kondensatoren
abdecken, wenn du doch eh schon einen Step-Up Wandler hast?
Wozu überhaupt 5V, macht das überhaupt Sinn, warum nicht 3.3V oder gar
noch weniger?
Wie kommst du auf die Temperatur-Angaben?
Du willst die Kondensatoren extern parallel zur externen Batterie
setzen? Direkt? Wozu dann die Kondensatoren überhaupt? Wozu die
Überbrückung?
Frank M. schrieb:> Du hast also eine Schaltung die von einer Batteriezelle betrieben wird?> Und ein Step-Up Wandler der die Spannung auf 5V regelt?
Richtig!
Die 5 V sind notwendig, kann leider nicht auf 3,3 V runter...
Meinst du mit Temperaturangaben die geforderten Temperaturen? Diese sind
vom Kunden so vorgegeben...
Das Problem ist folgendes: Die 5V vom StepUp versorgen den µC
(Attiny84A). Der StepUp hat einen ENABLE Eingang, welcher auf High sein
muss, damit der StepUp arbeitet (die 5V versorgt). Dieser wird von einem
µC Ausgang auf High gehalten (Selbsterhaltung). Die Batteriespannung
wird mit einem Taster an einen ADC Eingang des µC geführt. Sobald diese
anliegt, wird der Ausgangspin des µC (auf den ENABLE des StepUp) für die
auf High geschalten...
Nun kommt es auf Grund von Erschütterungen zu kurzzeitigen (ca
100-200ms)Kontaktverlusten der Batterie und somit ist kurzzeitig die
Batteriespannung weg.
Nun gibt es 2 Möglichkeiten, die ich bereits angesprochen habe: Die
Batteriespannung von 1,5V für einen Eingangsstrom von 100mA (maximal)
für 200ms zu überbrücken oder die Spannung direkt am µC (5V, 1mA,
ebenfalls 200ms).
Habt ihr eine bessere Idee?
Stimmt denn meine obige Berechnung mit den 2mF? Das kommt mir relativ
viel vor :(...
Das mit der Batterie für den Temperaturbereich wird natürlich auch noch
zu beachten sein...
Frank M. schrieb:> so musst du zu Doppelschichtkondensatoren greifen, und die sind alle> eben nur bis -40 Grad spezifiziert
und der angesprochene ATtiny hat im Industriebereich ist laut Datenblatt
auch nur bis -40 Grad spezifiziert.
Wenn schon die Kondensatoren schon -46Grad schaffen sollen, muß doch der
Rest der Schaltung das auch mitmachen, sonst hat das alles ohnehin
keinen Sinn.
Acro schrieb:> Nun kommt es auf Grund von Erschütterungen zu kurzzeitigen (ca> 100-200ms)Kontaktverlusten der Batterie und somit ist kurzzeitig die> Batteriespannung weg.>> Habt ihr eine bessere Idee?
Weshalb nicht die Ursache bekämpfen? Also die Batterie so kontaktieren,
dass sie Unterbrechungen weg sind?
Acro schrieb:> Ich habe 0,5*(Delta)U² * C = U*I*t gesetzt und komme auf 2mF. Was ist an> dieser Berechnung falsch?
Auf jeden Fall ist die Kapazität gegeben durch Ladungsmenge durch
Spannung. Strom ist Ladungsmenge pro Zeitspanne, somit ist Ladungsmenge
der Strom über eine bestimmte Dauer. Also die gegebene Formel.
Du verwendest die elektrische Energie. U*I*t gilt aber bei einer
konstanten Spannung. Die Spannung ändert sich aber, d.h. du müsstest
vermutlich das Integral von U(t)*I*dt bilden.
Acro schrieb:> Ja, das stimmt... Auch der Step Up kann nur bis -40°C... gibt es> überhaupt µCs, die noch weiter runter funktionieren?
Irgendwie wird es nun komisch. Irgendwie beginnst du am falschen Punkt.
Warum behebst du nicht das schwerste Problem an deinem Projekt: Die
Energieversorgung. Also suche erst einmal ein Akku/Batterie die bei
-46°C überhaupt noch funktioniert. Danach kannst du dir dann Gedanken
über deine Bauteile machen. Vermutlich musst du dir keine Gedanken mehr
machen, da du alles heizen musst wodurch du 08/15 Bauteile plötzlich
verwenden kannst.
Bspw:
http://www.power-sonic.com/nickel_cadmium_n_nimh.php
nichts unter -40°C.
Der Amper Skiller schrieb:> Frank M. schrieb:>> Ich komme auf 200uF,>> Ja, mit 1mA Stromentnahme, gefordert waren aber 100mA!
Gefordert waren:
1mA @ 4V-5V oder
100mA @ 0.8V-1.5V.
Das würde bedeuten, dass die 200µF für die Versorgung des µC reichen und
meine 2mF falsch sind? Ich könnte ja für die Spannung den Mittelwert von
4,5V einsetzen, kommt aber trotzdem 1,8mF raus... Das ist eine ganze
Zehnerpotenz zu deinem Ergebnis von 200µF!
Das mit der Batterie für -46°C wird wohl sehr schwer werden... ´Da finde
ich keine passende (AA). Vermutlich sollte ich mit dem Kunden über die
geforderten Temperaturbereiche sprechen...
Udo Schmitt schrieb:> Ich frage mich was das für Kontaktierungen und Erschütterungen sein> müssen, die bis 200ms Unterbrechung auslösen können.
Eine normale Aufnahme für eine AA Batterie hat eine Feder, womit ich mir
gut vorstellen kann, das bei Erschütterungen der Kontakt unterbrochen
wird. Das werden keine 200ms sein, sondern weniger. Allerdings wird es
lange genug sein, damit der Schaltregler den Betrieb einstellt. Sobald
dann wieder Spannung anliegt benötigt der Schaltregler etwas Zeit, um
wieder sauber zu arbeiten, was dann aussieht, als wäre für 200ms die
Spannungsversorgung unterbrochen.
@Acro
Ich persönlich würde den Kondensator aufteilen, da du ja scheinbar wenig
Platz hast, also die hälfte der oben errechneten (µC)Kapazität am µC und
die hälfte des Batteriekondensators an der Batterie.
Eventuell genügt sogar ein kleinerer Kondensator an der Batterie, wenn
damit ein mögliches Abschalten des Schaltreglers verhindert wird (ist
allerdings reine Spekulation, ich kenne das Gerät ja nicht).
Hast du eigentlich mal über eine Li-Ion-Akku nachgedacht, die sind
nämlich meist bedrahtet und lassen sich somit fest anschließen (keine
Feder, die bei der AA Batterie vermutlich die Probleme hervorruft).
Zudem müsste der Stepup-Wandler weniger Arbeiten, da die Akkuspannung
schon höher ist.
Gruß Kai
Kai S. schrieb:> Eine normale Aufnahme für eine AA Batterie hat eine Feder, womit ich mir> gut vorstellen kann, das bei Erschütterungen der Kontakt unterbrochen> wird. Das werden keine 200ms sein, sondern weniger.
Dann waere das aber eine Sch... Konstruktion fuer ein Geraet das
Erschuetterungen ausgesetzt ist.
Die Verwendung einer AA Batterie ist vorgegeben, kann also keinen
LiIonen Akku verwenden.
Ja stimmt, es ist eine Federhalterung. Ich werde vermutlich auch beides
versuchen. Also ein 220µF Tantal zur µC Versorgung und einen mit ca
100mF parallel zur Batterie. Vom Verbrauch her dürfte sich dann nichts
ändern oder? Wie sieht aus wenn ich die Batterie zum ersten mal rein
mach (Kondensator ungeladen). Sollte man hier einen Vorwiderstand zum
Laden vorsehen?
Danke, lG
Helmut Lenzen schrieb:> Dann waere das aber eine Sch... Konstruktion fuer ein Geraet das> Erschuetterungen ausgesetzt ist.
Ganz ohne wird es nicht gehen, es muss ja unabhängig von Toleranzen,
Wärmeausdehnung usw. immer ein gewisser Kontaktdruck aufrecht erhalten
werden.
Unabhängig davon würde ich mich aber zuerst um die Temperatur kümmern.
Bei den Bauteilen sehe ich keine unüberwindbaren Probleme, vieles kann
man auch außerhalb der Spezifikation betreiben, wenn man weiß was man
tut und ausreichend testet, das habe ich schon oft so gemacht. Aber bei
der Batterie wird es kritisch. Ich würde als erstes einige
Belastungstests bei den anvisierten Extremtemperaturen machen. Hier wird
die Chemie nicht so ohne weiteres mitspielen.