Hallo,
ich würde gerne für ein kleines Bastelprojekt 2 Alkaline Batterien in
Reihe schalten um auf ca. 3V zu kommen.
gedacht hatte ich an sowas hier:
http://www.amazon.de/Varta-Energy-Batterie-Ger%C3%A4tebatterie-St%C3%BCck/dp/B00HDBMXU4
Ich habe auf einigen Referenzdesigns (beispielsweise bei einer
Knopfzelle) gesehen, dass wegen des Innenwiderstandes der Batterie bei
Einspeisung der Batterie Spannung ein dicker Tantal (100 uF) nahe an der
Einspeisungsquelle liegt.
Ist das eher ein Pufferkondensator oder wofür braucht man sowas?
Wie sieht es jetzt konkret bei zwei in Reihe geschalteten Alkaline
Batterien aus?
100 uF empfohlen?
Der Kondensator ist dafür da, damit das Gerät beim Batteriewechsel
weiterhin mit Strom versorgt wird -- das ist so logischerweise nur bei
Geräten möglich, die eine sehr geringe Stromaufnahme haben und bei denen
es darauf ankommt, daß die Stromversorgung nicht unterbrochen wird, wie
z.B. eine Digitaluhr.
Bei einer Taschenlampe ist das hingegen komplett unnötig.
Bedenke, daß Alkaline-Batterien niedrigere Spannungen als 1.5V liefern,
sobald sie auch nur etwas entladen werden. Deine 3V werden Dir also nur
sehr kurzzeitig zur Verfügung stehen, obwohl die Batterien noch lange
nicht als "leer" zu betrachten sind.
Sieh Dir mal eine Entladekennlinie einer Alkaline-Batterie an.
Der manchen schwer zugängliche Dave Jones hat sich im Zusammenhang mit
dem "Batterizer" recht ausführlich mit dem Thema beschäftigt:
https://www.eevblog.com/2015/06/05/eevblog-751-how-to-debunk-a-product-the-batteriser/
ich zitiere einmal aus dem Datenblatt einen Bluetooth Moduls bzw.
Development Kits wo es um die Spannungsversorgung von einer Knopfzelle
geht:
"
LE113 can be used directly with a coin cell battery. Due to relatively
high internal resistance of a coin cell
battery it is recommended to place a 100uF capacitor in parallel with
the battery. The internal resistance of a
coin cell battery is initially in the range of 10 ohms but the
resistance increases rapidly as the capacity is used.
Basically the higher the value of the capacitor the higher is the
effective capacity of the battery and thus the
longer the life time for the application. The minimum value for the
capacitor depends on the end application
and the maximum transmit power used. The leakage current of a 100uF
capacitor is in the range of 0.5 uA to
3 uA and generally ceramic capacitors have lower leakage current than
tantalum or aluminum electrolytic
capacitors."
Heraus geht ja hervor, dass der Kondensator genutzt wird um die
Batterielebensdauer zu erhöhen.
Kann dies doch eine Rolle spielen?
Für meine Schaltung ist es nicht notwendig die Schaltung am Leben zu
erhalten, wenn die Batterien getauscht werden. Ich will aber die
Lebensdauer der Batterien maximieren.
Deswegen die Frage: Tantal Kondensator an die 2 alkaline Batterien dran
oder nicht?
Wenn ja wie dimensionieren?
Deine D Zellen haben einen 100 mal niedrigerern Innenwiderstand als die
oben erwähnte Knopfzellen. Also braucht man keinen Kondensator.
ALK schrieb:> Due to relatively> high internal resistance of a coin cell> battery it is recommended to place a 100uF capacitor in parallel with> the battery. The internal resistance of a> coin cell battery is initially in the range of 10 ohms but the> resistance increases rapidly as the capacity is used.
Die D Zelle hat einen Innenwiderstand der eher 0,1 Ohm statt 10 Ohm ist.
ALK schrieb:> Heraus geht ja hervor,
... daß das ein anderer Anwendungsfall ist. Nämlich der Betrieb mit im
Mittel zwar geringen, kurzzeitig aber sehr hohem Entladestrom.
Es kommt also immer darauf an, was für ein Verbraucher an den
Batterien angeschlossen wird.
Was willst Du denn an den Batterien betreiben?
ALK schrieb:> Es handelt sich in der Tat um das obige BLE Modul (BLE121LR).>> Stromverbrauch ca. 1 mA im Mittel.
Kann man dann sagen, dass wenn kurzeitig keine sehr höhen Ströme (denke
mal > 20 mA) fließen -> kein Kondensator. Darüber hinaus noch auf den
wesentlich geringeren Innenwiderstand der D-Zellen achten? -> kein
Kondensator
Wenn beim Batteriewechsel der Spannungsausfall verkraftbar ist,
verzichte auf den Kondensator.
Hast Du Dir schon mal Gedanken um das Problem der Entladekurve gemacht?
Alkaline-Zellen liefern 1.5V nur dann, wenn sie ziemlich voll sind. Als
entladen sind sie erst dann zu betrachten, wenn die Spannung auf ca.
0.9V fällt.
Funktioniert Dein BT-Modul mit Spannungen um die 2V herum?
Wenn nein, wirst Du Deinen Ansatz nochmal grundlegend überdenken müssen.
Willst Du nur Primärzellen (d.h. Wegwerfbatterien) verwenden, oder sind
NiMh-Akkus auch eine Option? Die liefern eh' nur 1.2V, also gerade mal
2.4V in Reihe.
Es gibt von TI nette kleine Aufwärtswandler, die aus der von einer
Alkalinezelle gelieferten Spannung (herunter bis zu 0.8V) eine stabile
Spannung von 3V produzieren.
http://www.ti.com/product/tps61021
Hallo,
vielen Dank für die schnelle Rückmeldung.
Die D-Zelle hat eine Entladeschlußspannung von 1V, d.h. dann ist Sie
leer. Bei 2 in Reihe geschalteter ALK Batterien ergäben sich dann 2V.
Glücklicherweise arbeitet das BLE Modul mit 2V - 3,6V
Und, fändest Du es nicht attraktiver, mit nur einer Zelle arbeiten zu
können? Und statt Wegwerf-Zellen auch wiederaufladbare NiMh-Zellen
nutzen zu können?
Rufus Τ. F. schrieb:> Und, fändest Du es nicht attraktiver, mit nur einer Zelle arbeiten> zu> können? Und statt Wegwerf-Zellen auch wiederaufladbare NiMh-Zellen> nutzen zu können?
Hmmmm,
OK.
Das hieße also entweder Schaltung so wie gehabt und 1 Mal Zellen oder
auf wiederaufladbare NiMh-Zellen setzen, die dann 2,4V (konstant?) in
Reihe generieren und dann ggfs. noch einen Boost Converter
hinterherschalten?!
ALK schrieb:> oder auf wiederaufladbare NiMh-Zellen setzen, die dann 2,4V (konstant?)
Nein. Natürlich fällt auch deren Spannung bei Entladung. Warum aber zwei
Zellen in Reihe verwenden? Für den Boost-Konverter genügt eine Zelle,
und dem ist es völlig wurscht, was für eine Zelle das ist, ob
Wegwerfzelle oder NiMh-Zelle. Der kann die Zelle bis unter 0.8V
"auslutschen".
Zwei Zellen sind in erster Linie nur groß und schwer.
Wievele Wh benötigst Du denn realistisch für Deinen Aufbau?
ALK schrieb :
> Stromverbrauch ca. 1 mA im Mittel.> dann ggfs. noch einen Boost Converter hinterherschalten?!
Bitte Eigenverbrauch des Boost Converters beachten. Besser wäre
Schaltung, die gleich mit fast leeren Batterien noch gut arbeiten kann.
https://de.wikipedia.org/wiki/Baby_%28Batterie%29
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