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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Supercap Reihenschaltung Spannungsverteilung


Autor: Stefan Müller (stefan-mueller)
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Hallo,

ich habe mir ein paar Superkondensatoren bestellt (bei ak Modul bus).
Diese sollen eine Zählerschaltung nach Stromabstellung noch 1-2 Minuten 
am Leben erhalten damit in Ruhe die Werte ins EEPROM gespeichert werden 
können.

Da ich eine Spannung von 5V verwende muß ich also 2 Stück der 
3F/2,7VDC-Typen nehmen und in Reihen schalten um die Spannungsfestigkeit 
zu erreichen.
Wie erreiche ich eine gleichmäßige Spannungsverteilung über den 
Supercaps?
Ich meine mal was gelesen zu haben wo jedem Supercap 3 Stück 1N4001 in 
Serie Paralell geschaltet wurden.

Geht das oder töte ich das Ding damit?
Der Ladestrom wird übrigends von einem Ladewiderstand auf etwa 300mA 
begrenzt damit das speisende Schaltnetzteil (5VDC) nicht beschädigt 
wird.
Wie verhalten sich die Spannungen an den Dioden wenn ein Kondensator 
vorher voll ist? Die Flussspannung einer Diode ist ja auch 
Stromabhängig.

Welche Dioden sollte man am Besten nehmen dafür? 1N400x, 1N4148 o.ä.?

Danke :-)

Autor: Johnny (Gast)
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Das ist doch alles sinnloses Gebastel.
Ich würde die Supercaps allenfalls parallel schalten (wenn nötig) und 
die Spannung mit einem StepUp Converter erhöhen.

Autor: gast (Gast)
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Wenn man parallel zu jedem Supercap einen hochohmigen Widerstand 
schaltet (> 100k) sorgt man auch für eine gleichmäßige 
Spannungsverteilung.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Stefan Müller wrote:

> Da ich eine Spannung von 5V verwende muß ich also 2 Stück der
> 3F/2,7VDC-Typen nehmen und in Reihen schalten um die Spannungsfestigkeit
> zu erreichen.

Und warum nimmste nicht 1F/5,5V?


Peter

Autor: Stefan Müller (stefan-mueller)
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Peter Dannegger wrote:
>
> Und warum nimmste nicht 1F/5,5V?
>


Weil bei AK-Modul-Bus die 3F Typen die kleinsten Sind.
Wenns die mit 1F/5V gäbe hätte ich ja 3 Stück parallel schalten können, 
das ist mir klar. Nur gibts die da halt nicht. :)
Sind die 5V Typen nicht intern ebenfalls in Reihe geschaltet also 
ebenfalls 2 Supercaps nur in einem Gehäuse?

Es muss doch ne möglichkeit geben wie man diese in Serie Schalten kann 
ohne das an einem die maximale Spannung überschritten wird.
Step-Up-Wandler scheidet übrigends aus da zu viel Aufwand. Es gibt nur 
wenige Schaltregler ICs die mit so einer kleinen Spannung noch 
zuverlässig Anlaufen bzw Arbeiten. Maxim und LT (die hätten so was) ist 
preislich indiskutabel und die Lieferzeit auch ellenlang. Außerdem 
müsste ich dann wieder wegen ein paar Kleinteilen extra Bestellen. :/

@Gast (Gast),
das stimmt nicht, beim laden fliessen ja bis zu 300mA, da fällt der 
Widerstand nicht ins Gewicht. Der Spannungsausgleich muss aber besonders 
beim Laden gewährleistet sein sonst werden die Caps beschädigt.
Die Dinger haben wirklich einen sehr kleinen Innenwiderstand 
Kurzschlussstrom (natürlich nur ganz kurz gemessen) liegt bei fast 5A!
Diese Supercaps sind nicht mir den Goldcaps zu vergleichen da die 
Goldcaps einen riesigen Innenwiderstand haben. Da mag das dann sinn mit 
dem 100K Widerstand machen.

Noch irgendwelche Vorschläge?

Autor: Carsten (Gast)
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>Wenn man parallel zu jedem Supercap einen hochohmigen Widerstand
>schaltet (> 100k) sorgt man auch für eine gleichmäßige
>Spannungsverteilung.

grins,grins,grins,grins,grins....

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Stefan Müller wrote:

> Wenns die mit 1F/5V gäbe hätte ich ja 3 Stück parallel schalten können,
> das ist mir klar. Nur gibts die da halt nicht. :)

Ach, echt?
http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=19387

> Sind die 5V Typen nicht intern ebenfalls in Reihe geschaltet also
> ebenfalls 2 Supercaps nur in einem Gehäuse?

Soweit ich weiß, sind das 3 Stück die in Reihe sind, eben deshalb, weil 
sich die Spannung nicht gleichmäßig aufteilt.

PS: 3x 3F in Reihe ergibt 1F...

Autor: Stefan Müller (stefan-mueller)
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@Benedikt K.
Hast du die Angabe des Innewiderstandes der Speicherkondensatoren bei 
Reichelt auch mal angesehen? Die Dinger von Reichelt habe ich schon mal 
probiert (ich hatte noch einige von einem anderen Projekt da) die 
brechen bei einer Last von 20mA sofort mit der Spannung ein und Taugen 
dafür also überhaupt nix. Ich habe die 3F-Teile schon da und möchte 
diese halt nun auch verarbeiten.

In meinem Post steht auch wo ich bestellt habe und das war nicht bei 
Reichelt. Bei Reichelt bestelle ich nur wenn etwas an Materialbedarf 
aufgelaufen ist.

@Carsten,
Hast du etwas produktives beizutragen außer "grinsgrins"? Wenn ja 
schreibe das bitte so dass es ein Normalsterblicher auch versteht oder 
halte dich bitte zurück.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Stefan Müller wrote:
> Die Dinger von Reichelt habe ich schon mal
> probiert (ich hatte noch einige von einem anderen Projekt da) die
> brechen bei einer Last von 20mA sofort mit der Spannung ein und Taugen
> dafür also überhaupt nix.

OK, für soviel Strom sind die normalen Goldcaps nicht ausgelegt. Das 
geht in der Tat nur mit manchen Typen.

2 Kondensatoren mit 2,7V in Reihe sind etwas knapp für 5V, wie gesagt: 
Nimm 3 Stück.
Dann würde ich noch z.B. eine grüne LED parallel schalten. Die sollte 
eine Flussspannung von irgendwas um die 2-2,4V haben. Bei 3 Stück in 
Reihe an 5V sollte die Spannung nie erreicht werden. Bei kleinen 
Spannungen sind LEDs oft steiler als Z-Dioden.
Zusätzlich würde ich noch eine Diode in Sperrrichtung parallel schalten, 
damit nicht beim Entladen ein Kondensator negativ geladen wird.

Autor: Olaf (Gast)
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Hm...eine Idee die mir gerade so auf die schnelle kam,
einen Operationsverstaerker an die gemeinsame Spannung
zweier Kondensatoren schalten. Mit zwei hochohmigen Widerstaenden eine 
virtuelle Masse in der Mitte erzeugen, und den Ausgang dann
an die Verbindungsstelle der Kondensatoren.

Der OP sollte aber kurzschlussfest sein, und die Tendenz 
unterschiedliche Spannungen anzunehmen sollte kleiner sein als der Strom 
den der OP liefern kann.

Olaf

Autor: anderer Gast (Gast)
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Ich würde mal schauen ob die abweichung vielleicht nur sehr klein ist:
D.h : in Serie Schalten und dann 2,5Volt drauf geben.
Wenn jetzt an jedem 1,25 Volt abfallen auf 5 erhöhen, Passt das auch
kannst du es machen wie gast gesagt hat

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Stefan Müller wrote:
> @Benedikt K.
> Hast du die Angabe des Innewiderstandes der Speicherkondensatoren bei
> Reichelt auch mal angesehen? Die Dinger von Reichelt habe ich schon mal
> probiert (ich hatte noch einige von einem anderen Projekt da) die
> brechen bei einer Last von 20mA sofort mit der Spannung ein und Taugen
> dafür also überhaupt nix. Ich habe die 3F-Teile schon da und möchte
> diese halt nun auch verarbeiten.

Die taugen dafür auch nicht.
Du kannst nicht aus 1,5F für 2min 20mA ziehen!

Dazu müßtest Du hinter die Kondensatoren noch ein Perpetuum Mobile 
schalten.


Peter

Autor: Stefan Müller (stefan-mueller)
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Peter Dannegger wrote:
> Stefan Müller wrote:
>> @Benedikt K.
>> Hast du die Angabe des Innewiderstandes der Speicherkondensatoren bei
>> Reichelt auch mal angesehen? Die Dinger von Reichelt habe ich schon mal
>> probiert (ich hatte noch einige von einem anderen Projekt da) die
>> brechen bei einer Last von 20mA sofort mit der Spannung ein und Taugen
>> dafür also überhaupt nix. Ich habe die 3F-Teile schon da und möchte
>> diese halt nun auch verarbeiten.
>
> Die taugen dafür auch nicht.
> Du kannst nicht aus 1,5F für 2min 20mA ziehen!
>
> Dazu müßtest Du hinter die Kondensatoren noch ein Perpetuum Mobile
> schalten.
>
>
> Peter

Stimmt du hast recht. Der Stromverbrauch schwankt auch die 20mA sind das 
absolute maximum das normalerweise nur ein paar sekunden lang auftritt 
sonst nuckelt nur der uC (mega 168) an den Caps.
Ich glaube langsam dass ein Step-Up Wandler doch die bessere Lösung ist.

Gibts da was einfaches Diskretes dass auch mal kurz etwa 50mA liefern 
kann für ein paar Sekunden? Was diskretes wäre mir am liebsten.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Ich hab für sowas nen Goldcap 1F/5,5V genommen und noch nen 470µF/6,3V 
parallel für die Stromspitzen.

Den Brownout habe ich auf 2,7V gesetzt, d.h. ich hatte die Zeit vom 
Absinken von 5V bis auf 2,7V.


Peter

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Stefan Müller (stefan-mueller)

>Gibts da was einfaches Diskretes dass auch mal kurz etwa 50mA liefern
>kann für ein paar Sekunden? Was diskretes wäre mir am liebsten.

Ne Batterie. Siehe

http://www.mikrocontroller.net/articles/Speicher#E...

MFG
Falk

Autor: Ganymed (Gast)
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Nimm einen kleinst Akku

z.B. bei Reichelt

Typ: 3GP-60 :: NiMh Memo-Puffer, 3,6 Volt, RM 18mm     2,30€

Autor: Stefan Müller (stefan-mueller)
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Peter Dannegger wrote:
> Ich hab für sowas nen Goldcap 1F/5,5V genommen und noch nen 470µF/6,3V
> parallel für die Stromspitzen.
>
> Den Brownout habe ich auf 2,7V gesetzt, d.h. ich hatte die Zeit vom
> Absinken von 5V bis auf 2,7V.
>
>
> Peter

Wie viel Strom kannst du aus dieser Kombination entnehmen und was für 
einen Cap hast du genommen?

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