Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsversorgung via Ultra/Super/GoldCap


von Johannes R. (mechatrix)


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Hallo miteinander,

ich möchte in meiner Schaltung einen kleinen Gleichstrommotor über einen 
uC ansteuern (wahrscheinlich über PWM). Als Stromversorgung schwebt mir 
ein Ultra/Super/GoldCap vor...
...ich bin mir der Nachteile wie z.B. das schnelle Selbstentladen von 
Kondensatoren, zusätzlicher Schaltungsaufwand etc. bewusst, denke für 
meine Anwendung ist es trotzdem interessant
(!!! nur falls wie in fast allen anderen Forumsdikussionen zum Thema 
gleich wieder das Wort AKKU bzw BATTERIE fällt )
Das ganze muss auch nicht besonders lange laufen, ein paar Minuten 
(gleich nach dem Aufladen) reichen schon. Mir gefällt die Idee das Ganze 
kurz auf die Ladestation zu setzen und dann für nen kurzen Zeitraum 
benutzen zu können, vielleicht kennt ihr es von den miniRC cars?
Welchen Motor und uC ich benutzen werde stellt sich erst demnächst raus, 
würde sie nur gerne aus der gleichen Quelle speißen (zB. 5 V). Was mir 
nicht so klar ist wie ich aus dem Kondensator am besten ne konstante 
Spannung erzeugen könnte,
Cap auf Spannung unterhalb Schaltungsbetriebsspannung aufladen u 
StepUpWandler verwenden?

Falls irgendwer Anregungen/Beispielschaltungen zur Hand hat wär ich 
wirklich dankbar!

Bezüglich goldCaps hab ich gelesen dass die Ladezeit z.T. in 
Stundenbereich liegen, demnach sind die wohl ungeeignet... ?

Merci

von Bastler (Gast)


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Hallo,

ich würd die Sache anders angehen:

Versuche das die Schaltung über einen weiten Spannungsbereich (nach 
unten) funktionsfähig ist.
Obwohl StepUp Wandler mit brauchbaren Wirkungsgrad arbeiten können ist 
es nicht ganz so einfache einen mit sehr guten Wirkungsgrad (mehr als 
90%) aufzubauen, oft sind diese Schaltwandler auch wegen anderer 
Eigenschaften problematisch wenn sie nicht über eine (relativ) stabile 
Spannung versorgt werden (Stromimpulse, Innenwiderstand der 
Versorungsspannung usw.).

Achtung: Die meisten dieser Kondensatoren haben ein Spannungsfestigkeit 
von max. 5,5V (viele sogar nur 2,5V). Trotzdem gibt es Typen mit einigen 
100 bis 1000 F, die Anwendung als Energie(zwischen)speicher ist also 
durchaus gewollt und wird auch so genutzt - allerding nicht unbedingt 
preiswert.

mfg

     "Bastler"

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Johannes R. schrieb:
> Bezüglich goldCaps hab ich gelesen dass die Ladezeit z.T. in
> Stundenbereich liegen, demnach sind die wohl ungeeignet... ?

Das ist richtig, vllt. nicht 'Stunden', aber 1/4 Stunden sind da 
realistisch. Die sehr feinen Strukturen in den Cs lassen einen hohen 
Ladestrom einfach nicht zu. Umgekehrt kannst du auch nicht einen 
wirklich hohen Strom rausziehen. Vllt. doch einen LiPo ? Ich habe hier 
einen kleinen Hubschrauber, der damit läuft und der Akku ist sehr klein 
und leicht, der ganze Flieger wiegt unter 40 Gramm.

von Gregor B. (Gast)


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Johannes R. schrieb:
> Als Stromversorgung schwebt mir
>
> ein Ultra/Super/GoldCap vor...

...

> Das ganze muss auch nicht besonders lange laufen, ein paar Minuten
>
> (gleich nach dem Aufladen) reichen schon


Das ist nicht wirklich sinnvoll:
Also, nur mal ein Beispiel:

Bei RS gibt es Kondensatoren, z.B. von Nichicon mit 5,6F bei 5,5V 
Nennspannung.

Das ergibt einen Energiegehalt von ca. 80J oder 80Ws (dabei ist schon 
berücksichtigt, dass ein Buck-Boost-Schaltregler verbaut ist, der bis 
0,9V Versorgungsspannung funktioniert). Damit kannst Du also, ween 
Motorsteuerung plus Motor ein Watt brauchen etwa 1,5 Minuten fahren.
Der Kondensator kostet allerdings fast 75€.
Das Volumen beträgt etwa 26cm^3.

Bei Distrelec gibt es LiPo-Akkus von Ansmann mit 7,4V Nennspannung und 
800mAh Kapazität, entsprechend einer Energie von 6Wh oder 21600Ws, somit 
das 270-fache des Kondensators.
Der Akku hat ein Volumen von 30cm^3, das sind 20% mehr als beim 
Kondensator.
Kosten pro Stück: 8€.

von Harald W. (wilhelms)


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Bastler schrieb:

> Achtung: Die meisten dieser Kondensatoren haben ein Spannungsfestigkeit
> von max. 5,5V (viele sogar nur 2,5V).

Alle haben eine Spannungsfestigkeit von nur 2,3...2,75 Volt. Wenn
eine höhere Spannung angegeben ist, handelt es sich um eine Reihen-
Schaltung. Bei dieser muss man zusätzlich darauf achten, das die
Spannung gleichmässig aufgeteilt wird. Übrigens ist es besser, für
solche Ko´s die herstellerunabhängige Bezeichnung Doppelschicht-
kondensator zu verwenden.
Gruss
Harald

von Alexander Schmidt (esko) (Gast)


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Johannes R. schrieb:
> Das ganze muss auch nicht besonders lange laufen, ein paar Minuten
> (gleich nach dem Aufladen) reichen schon.
Der Ultracap wird dann groß und sehr teuer.

> vielleicht kennt ihr es von den miniRC cars?
Dort kommen LiIon-Akkus zum Einsatz.


So wie du deine Frage formuliert hast, würde ich dir auf jeden Fall zu 
einem Akku raten.

von Johannes R. (mechatrix)


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Danke für eure schnellen Antworten.
Ich sehs langsam ein, ein Akku macht anscheinend wirklich mehr Sinn. Ich 
dachte nur bei den miniRC Autos oder auch den Minihubschraubern sei eben 
ein solcher Kondensator im Einsatz, hab leider noch keinen in die Finger 
bekommen der zum Zerlegen freigegeben ist :) Auf einen Kondensator hab 
ich geschlossen weil die Aufladezeiten im Minutenbereit liegen, wenn man 
die Dinger aber ungenutzt rumstehn lässt auch innerhab kürzester Zeit 
wieder leer waren...


Falls übrigens irgendwer vom Fach mal die Muse hat nen Artikel über 
Gold/Super-Caps (und was machbar/sinnvoll ist)zu den GrunlagenArtikeln 
über Kondensatoren zu ergänzen wäre vielen geholfen, was ich gesehen hat 
gibts ja immer wieder Unklarheiten zu dem Thema hier im Forum.

PS
Solange ich nicht weiß welche Spannung/vielviel mAh ich brauche könnt 
ihr auch noch keine LiPo Akkus empfehlen, oder? Schön klein und leicht 
sollen sie sein...

von Harald W. (wilhelms)


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Johannes R. schrieb:

> Falls übrigens irgendwer vom Fach mal die Muse hat nen Artikel über
> Gold/Super-Caps (und was machbar/sinnvoll ist)zu den GrunlagenArtikeln
> über Kondensatoren zu ergänzen wäre vielen geholfen, was ich gesehen hat
> gibts ja immer wieder Unklarheiten zu dem Thema hier im Forum.

Der entsprechende Wikipedia-Artikel scheint mir da gar nicht
so schlecht zu sein.
Gruss
Harald

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Johannes R. schrieb:
> noch keine LiPo Akkus empfehlen, oder?

Nee. LiPo und LiIon haben gemeinsam, das ihre Einzelzellen immer 
nominell 3.7 Volt haben und auch ähnliche Ladecharakteristiken besitzen, 
falls das weiterhilft.
Der o.a. Hubschrauber (CleverFly) fliegt jedenfalls 20 min. mit einem 
vollen Akku.

von Ingo (Gast)


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Ich kann dir sagen das ich eine Schaltung mit µC ~1h aus einem 25F/2,5V 
Ultracap versorgen lässt, ohne auch nur einen Hauch an Energiesparen zu 
denken, sprich Mega644 auf 10MHz.



Ingo

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