Hallo
Ich verwende in einer Schaltung einen
Doppelschichtkondensator(Ultracap,Goldcap), um meine Schaltung im Falle
eines Stromausfalls noch weiter zu versorgen.
Ich lade den Goldcap auf 4,4V.
Ich habe die Schaltung aufgebaut und der Goldcap verhält sich komisch.
Nach dem die Spannung weggenommen wird entläd er sich binnen 10 ms auf
3,5 V.
Dannach entläd er sich viel langsamer.
Ist das normal bzw. wie verhalten sich Goldcaps wie normale
Kondensatoren?
Ich zitier mal was aus dem elektronik-kompendium:
"Der physikalische Aufbau eines Gold-Caps ist mit der Parallelschaltung
vieler kleiner Kondensatoren vergleichbar. Beim Ladevorgang wird erst
ein Teil der Kondensatoren aufgeladen, die wiederum die weiter hinten
liegenden Kondensatoren aufladen. Gerade deshalb ist es wichtig, dass
dem Gold-Cap bis zu seiner vollständigen Aufladung ausreichend Zeit
gegeben wird. Unter ausreichend sind 10 Minuten bis zu einer Stunde zu
verstehen. Ein nur teilgeladener Gold-Cap verliert nach dem Abschalten
der Spannungsquelle sofort seine Ladespannung!"
Scheint die Erklärung zu sein.
Das passt schon.
Ein Kondensator läd und entläd sich grundsätzlich nach einer e-Funktion.
Siehe hier:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0205301.htm
Berechenn kannst du die Überbrückungszeit so: (Beispiel)
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Überbrückungszeit (also Entladezeit von Ulade bis Umin):
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C = 10 uF
Ulade = 19,2 V (Ladespannung)
Umin = 18 V (Mindestspannung der Schaltung)
Rs = 400 Ohm (Serienwiderstand am C zur Ladestrombegrenzung -> Auf
Verbrauch der Schaltung anpassen und dabei auch den Leistungsumsatz am
Kondensator beachten!
Bei GoldCaps wichtig: Vor der Bestimmung von Rs auch den ESR aus dem
Datenblatt anschauen. Bei GoldCaps ist der seeehr hoch, d.h. sie können
sowieso nur wenig Strom liefern im Vergleich zu normalen Elkos.
Wenn der C nicht ständig geladen und entladen wird, kann Rs dann
entsprechend klein gewählt werden.)
Mit "Rs" ist hier immer Rs + ESR gemeint!
Bei normalen Elkos kann man den ESR i.d.R. für die Berechnung
vernachlässigen weil nur ein paar zig Milli-Ohm, bei GoldCaps aber immer
dazuaddieren)
Imax = Ulade/Rs = 19,2 V/ 400 Ohm = 48 mA (Strom bei voll geladenem C)
Imin = Umin/Rs = 18 V/ 400 Ohm = 45 mA (Strom bei C auf Umin)
tau = Rs * C = 400 Ohm * 10 uF = 4 ms
tü = tau * ln(Imax / Imin) = 4ms * ln(48 mA/45 mA) = 0,26 ms
(Überbrückungszeit)
EDIT: Gerade EMK's Post gesehen.
Dazu noch folgendes:
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Ladezeit ausrechnen:
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Ulade = 19,2 V
Rs = 80 Ohm
tau = R*C = 80 * 10uF = 0,8 ms (auch hier wieder für GoldCaps: Rs + ESR
rechnen)
tgeladen = tau*5 = 0,8ms * 5 = 4s (Ladezeit)
Wieso 5*Tau? Siehe Elektronik-Kompendium oben!
Gruß,
Cairol
> Ich habe die Schaltung aufgebaut und der Goldcap verhält sich komisch.> Nach dem die Spannung weggenommen wird entläd er sich binnen 10 ms auf> 3,5 V. Dannach entläd er sich viel langsamer.
Das wird wohl daran liegen, dass weniger Strom fließt, weil einige ICs
die Arbeit eingestellt haben.
Was hast du für einen GoldCap?
Ist das so ein uralter mit 300 Ohm Innenwiderstand? Aktuelle
Doppelschicht-Kondensatoren heißen SuperCap und der zitierte Artikel
gilt nicht mehr. Die Dinger haben Innenwiderstände im 0,01 Ohm bereich.
Diese "SuperCaps" oder "UltraCaps" waren mir bislang kein Begriff.
Sind ja verflixt kleine Kraftpakete, was ich gerade so angeschaut habe.
Muss mich wohl mal wieder auf den neuesten Stand bringen... ;)
Hi!
Normalerweise hat ein "Goldcap" maximal 5.5Volt und einen sehr hohen
Innenwiderstand. Somit kann man ihn ohne grossen Schaltungsaufwand an
DC-Spannungsquellen hängen, es muss jedoch sicher gestellt sein das die
Nennspannung des Kondensators nicht überschritten wird, sonst droht
Kapazitätsverlust oder über längere Zeit explodiert er. Leider ist die
Leistungsausbeute vom "GoldCap" sehr gering, man kann eine 20mA
Leuchtdiode damit betreiben. Bei einer 1Watt LUMILED-LED macht er schon
schlapp...
Etwas besseres ist da schon der Ultra-Cap,Green-Cap oder Super-Cap und
wie sie alle zur Zeit heissen. Etwas anders ist hier auch der Preis, wo
ein "GoldCap" ein paar EUR kostet sind es beim HighPower Super-Cap mit
massiven Schraubanschlüssen schon einige hundert EUR. Das
Schaltungsprinzip ist ähnlich wie beim "Goldcap", aber Vorsicht, das
anschliessen eines entlandenen Super-Caps kommt am Anfang einem
Kurzschluss gleich! Deswegen den Kondensator, wenn er parallel z.B. zu
einem Akku hängt, erst über eine Glühlampe(Drahtwiderstand) aufladen!!!
UND AUF KEINEN FALL einen Kurzschluss direkt am Kondensator verursachen.
Der Super-Cap hat zwar nur eine Spannung von 2.5Volt bis 2.7Volt, kann
aber 100erte von Ampere in bruchteilen von Sekunden liefern! Dann ergibt
sich z.B. die Leistung P=2.5Vx500A=1250Watt(P=UxI).
Somit kann man mit der "besseren" Leistung nicht nur eine oder zwei LEDs
betreiben, sondern ein ganzes Fahrrad(siehe Bild). Leider war es mir
nicht möglich dieses Hybrid-Fahrrad nur mit Super-Caps zu betreiben.
Deswegen sind 18 Super-Caps vom Typ GreenCap 700F/2.5V parallel zu einem
37V/28Ah LiPO Akku geschaltet.
Die Funktion vom Kondensator ist hier eindeutig, wird sehr stark
beschleunigt, liefert der Kondensator kurzzeitig den nötigen Strom.
Wird bei der Recouperation beim bremsen wieder kurzzeitig sehr hoher
Strom in den Kreis zurückgeführt, holt der Kondensator den Strom auf und
gibt diesen nach und nach an den Akku weiter. Bis heute funktioniert
mein Fahrrad, der "LOWRACER HYBRID" ohne Probleme. Durch die grosszügig
ausgelegte Kapazität der Akkus&Kondensatoren kann man auch eine Radtour
machen wenn nicht sehr viel Lust hat in die Pedale zu treten!
Wer mehr Interesse hat kann auch auf meiner HomePage
www.Chrisy.Crazy.lu vorbeischauen!
Die Nachfrage ist wohl grösser wie ich gedacht hatte:
Hier extra ein Bild vom LiPo-Akku mit SuperCaps! Der LiPo-Pack besteht
aus 360 kleinen 650mAh Zellen die paarweise mit einer Balancerelektronik
verschaltet sind. In der Mitte sind SuperCaps der Firma Samwha mit
2.5Volt und 700Farad. Der Nachbau dieses PowerPacks ist eigentlich kein
Problem. Aber Vorsicht mit den SuperCaps, beim ersten Anschluss
unbedingt die Kondensatoren über einen Drahtwiderstand oder z.B. eine
230V/60W Glühbirne aufladen!! Wenn nicht, gibt's heisse Kabel und
verbrannte "Flossen".....
@ Ernest
Du musst eigentlich nur aufpassen dass die Spannung am Kondensator nicht
höher als erlaubt wird und es empfiehlt sich den Lade-Entlade-Strom zu
begrenzen.
Wenn der Innenwiderstand des Kondensators 300 Ohm groß ist dürfte er
beim laden eigentlich nicht zu sehr warm werden und man kann ihn ohne
Strombegrenzung an bis zu 5.5V/2.5V/1.8V ... je nach Typ anschließen.
@erkoff11
Einen Goldcap(5,5V) kann man direkt einfach so an die Spannung legen,
aber nicht mehr als die Nennspannung!
Bei Supercaps/Ultracaps/Greencaps(2,5V/2,7V DoubleLayer) geht das nicht
mehr, der Innenwiderstand beträgt nur noch wenige milliOHM. Das beste
ist den Kondensator mit einem kurzschlussfesten Labornetzgerät
aufzuladen, und hier auch nicht wieder mehr wie die Nennspannung! Wer
kein Labornetzgerät hat, Voltmeter an den Kondensator anschliessen und
über eine 21W Glühlampe vom KFZ aufladen, die Glühlampe ist dann der
Ladewiderstand. Achtung keine Kurzschlüsse fabrizieren, sonst sind die
Anschlüsse weggebrannt!
Falls die angelegte Spannung die Nennspannung übersteigt, explodiert der
Kondensator nicht, er wird auch nicht heiss. Es breitet sich nur ein
grosser Kapazitätsverlust aus und das macht diesen Kondensator in einer
Kondensator batterie zum schwächsten Glied, also unbrauchbar!
@Mika
Altes System ist mit 4 DC-Motoren und das neue System ist mit einem
BrushLess DC-Naben-Motor. Die Kondensatoren stabilisieren die Batterie
und wirken als "ChargePump" für den Controller. Ohne Kondensatoren in
hohem Belastungszustand gehts gar nichts!!!
Schau mal auf meiner HP www.Chrisy.Crazy.lu
Den cap erst formieren.
also 1 stunde an maximale Spannung.
dann hält er langedie Spannung ohne spannungsquelle.
200mikroampere kosten 0,2 Volt sofort.sonst ultracaps o.ä. nehmen oder
Geld zurück.
Ihn dünkt', er säh' 'nen guten Tipp,
und kratzte sich am Kinn.
Er guckt' nochmal und merkt' es war
ein Satz mit wenig Sinn.
"Nach dieser langen Zeit", sprach er,
"ist 'Geld zurück' nicht drin."
