Hallo,
ich habe eine Supercap "Batterie" wie abgebildet aus CN bestellt und
erhalten.
Einer der Kondensatoren lädt nicht voll auf, es sei denn ich lade ihn
direkt. Ein zweiter bleibt auch etwas zurück, aber nicht so stark.
Nun frage ich mich was das "Balancer Board" für eine Funktion hat, wenn
es nicht gewährleistet, dass alle Kondensatoren gleichmäßig bzw voll
geladen werden.
Oder ist der Defekt am Balancer Board? Wie kann ich das überprüfen?
Vielen Dank.
@ h3rb3rt (Gast)
>Oder ist der Defekt am Balancer Board?
Möglich.
> Wie kann ich das überprüfen?
Die Spannung über den einzelen Kondensatoren messen. Die muss vom
Balancer recht genau begrenzt werden.
Läd er wirklich einen CAP garnicht voll, oder ist der einfach nur der
letzte in der Serienschaltung, der Spannung bekommt?
Vermute, anhand des Bildes: Der "Balancer" ist kein "Balancer", sondern
nur "Protection".
Jeder Supercap hat einen Shunt-Regler parallel, der ab 2.5/2.7 V
anfängt, Strom "vorbeizuleiten".
Also gibt es einen Unterschied zwischen Balancer und Protection Board.
Dann ist es wahrscheinlich ein Protection Typ, aber wovor schützt er?
Ich habe an den einzelnen Elkos bis zu 2,85V Spannung gemessen.
Der schwächste ist übrigens mitten drin, falls das was zu bedeuten hat.
Wieso sollten "strombegrenzte" 100mA und 18-20V beim Laden ein anderes
Ergebnis (also alle "voll") bringen? Ich habe sie mit einem normalen
Netzteil aufgeladen, das Ruhestrom etwa 16V liefert, Ladestrom etwa
300mA.
Nachtrag: Ich lade gerade mit einem anderen Netzteil, 20V Ruhespannung
und beim Laden 740mA Ladestrom.
Der schlechteste Supercap (#4) liegt aktuell mit etwa -0,9V zurück, der
zweitschlechteste (#6) mit -0,3V, die übrigen liegen innerhalb von ein
paar mV gleichauf.
balancer heißt, das erst wenn die max. nennspannung des einzelnen zu
überschreiten droht gekappt wird.
demnach sollte, wie empfohlen, die anzulegende gesamtspannung höher als
alle max. nennspannungen sein, um festzustellen, das das balancen funzt.
es könnte nämlich im umkehrschluss auch sein, das der bei dem die
spannung -0,9v zurück ist(#4), der mit der höchsten kapazität ist.
h3rb3rt schrieb:> Wieso sollten "strombegrenzte" 100mA und 18-20V beim Laden ein anderes> Ergebnis (also alle "voll") bringen?
Strombegrenzt nur deswegen, damit du die Balancerschaltungen nicht
überlastest. Im Prinzip sind das 'Power' Z-Dioden, die eigentlich alle
die gleiche Spannung haben sollten. Wenn alle Kondensatoren voll sind,
sollten alle Z-Dioden leiten und damit, wenn es keine Strombegrenzung
gäbe, die Kette überlasten.
Wenn du da so unterschiedliche Spannungen an den Kondis misst, ist da
was in Unordnung. Ein paar mV wären nicht ungewöhnlich, aber grosse
Unterschiede sollten es nicht sein. Es gibt mMn nur 2 Quellen für so
einen Fehler. Entweder sind die Balancerschaltungen schlampig oder die
Kondensatoren haben grosse Leckströme oder extrem unterschiedliche
Kapazität. Das kannst du schnell rausfinden, indem du misst, ob sie
schnell wieder ihre Ladung verlieren - z.B mal über Nacht stehen lassen
und dann messen.
Also, aktuell bin ich bei 15,5V Bankspannung, die "guten" Caps haben
rund 2,8V (+/- 0,05V) , der #4 nur 1,7V und der #6 2,5V. Der Ladestrom
ist runter auf 160mA.
Jetzt bei 16,0V ist nur noch #4 "hinterher" bei 1,96V und die anderen
bei 2,70-2,75V. Ladestrom weiter runter auf 140mA. Wenn ich die die
ganze Nacht laden lasse, ob der #4 auch noch voll wird? Wäre aber nicht
praktikabel, schnelles Aufladen ist ja ein Vorteil der Caps.
fülle mal jeden cap einzeln direkt an seinen pins auf z.b. 2,5v und
entlade dann an den gesamtpins ganz normal und beobachte die
einzelspannungen.
dann weist du erstmal ob die alle ungefähr die gleiche kapazität haben.
wie oben schon vermutet könnte es auch sein das #4 auf grund der größten
kapazität noch nicht voll ist..
Danke für die Tipps. Ich hatte schon zuvor ein paar
Lade/Entlade-Durchläufe gemacht, auch Caps einzeln aufgeladen.
Nun habe die ganze Nacht laden lassen. Endspannung 16,5V Die Caps lagen
dann zw 2,70(#4)-2,84V bei anliegender Versorgungsspannung. Als ich das
Netzteil getrennt habe, lagen sie alle bei +/- 0,05V. Dennoch ist es
doch komisch und für mich unpraktisch, dass ein Cap mehrere Stunden
länger, braucht um voll zu laden.
Jetzt lasse ich sie stehen und beobachte die Selbstentladung. Schon nach
30 Minuten scheint die Tendenz dazu zu gehen, dass #4 am schnellsten
entlädt, gefolgt von #3 (besteht da ein Zusammenhang, weil
nebeneinander?).
Ich werde weiter berichten.
Darf man fragen, was du überhaupt mit diesem Teil vor hast? Supercaps
sind nämlich dafür bekannt, insbesonders bei Nennspannung eine besonders
sportliche Selbstentladung zu haben.
Ich habe hier einen 2400F Cap rumliegen, der hat eine spezifizierte
(typische!) Selbstentladungsrate von 15mA. Gemessen sind es sogar 25mA.
Herbert A. schrieb:> chon nach> 30 Minuten scheint die Tendenz dazu zu gehen, dass #4 am schnellsten> entlädt, gefolgt von #3 (besteht da ein Zusammenhang, weil> nebeneinander?).
Ein Zusammenhang sollte da nicht bestehen, aber ist ja schnell
rauszufinden, indem du die Kondensatoren mal die Plätze mit anderen
tauschen lässt. Am besten vorher beschriften :-)
Dann weisst du sicher, obs nun der Balancer oder der Kondensator selber
ist.
Also, nach etwa 6h Entladung ist die Gesamtspannung auf 9,2V runter und
die einzelnen Caps wie folgt:
#1 1,80V
#2 1,69V
#3 1,37V
#4 0,87V (!)
#5 1,78V
#6 1,71V
Also entlädt sich #4 auch am schnellsten. Was sagt mir das?
dann wird er wohl deswegen auch weniger voll als die anderen, weil ein
teil des ladestroms gleich wieder wegfließt..
kann auch sein, das der selbstentladestrom im balancer wegfließt.. ist
aber eher unwarscheinlich..
Da Nummer 1 und Nummer 5 die ungekrönten Könige sind, könntest du die
Nummer 4 mal gegen einen der beiden tauschen. Dann wird schnell klar,
obs der Cap oder der Balancer ist.
Nur mal aus Neugier - was macht man mit so einem Dings?
Ich werde das mal ausprobieren und #1 und #4 tauschen.
Soweit ich gelesen haben, (selbst)entladen sich Supercaps schneller als
normale Kondensatoren. Zusätzlich hatte ich eine LED Spannungsanzeige
(ohne eigene Stromversorgung) permanent dran, die aber nur 14mA zieht.
Was ich damit machen will? Eine Starthilfe für 12V Anlasser.
Ich finde sehr bedenklich, dass die Kondensatoren teilweise überladen
werden. 2,85V sind mehr als die erlaubten 2,7V.
Ungleichmäßige Verteilung ist sicher durch das Funktionsprinzip und
Bauteilstreuungen bedingt. Das werte ich nciht als Fehler.
Aber die Überladung ist nicht akzeptabel. Ich würde das Board
umtauschen, bevor die dicken Dinger explodieren.
Ich bezweifle, dass diese Kondensatoren als Starthilfe geeignet sind.
Wenn du sie permanent paralle zum Bleiakku schaltest, wird der wohl viel
schneller entladen, als bisher. Das könnte besonders im Winter zum
Problem werden.
Unabhänmgig davon würde ich hinterfragen, wozu das gut sein soll? Denn
wenn der 12V Akku zum Starten nicht ausreicht, dann ist er sicher
verschlissen. Deine Kondensatoren können die Nutzbarkeit des Akkus
vieleicht um ein paar Monate verlängern. Aber lohnt sich das?
Ich bin auch wegen des Überladens etwas besorgt. Ist es richtig, dass
ich die Spannung an den einzelnen Caps mit anliegender Ladespannung
gemessen habe? Ich hätte ja auch erwartet, dass die bei 2,5V begrenzt
werden.
Auf die Verwendungsdetails will ich nicht genauer eingehen. Es gibt
besondere Einsatzbedingungen die besondere Lösungen erfordern. Aber ich
werde gerne mal ein Video posten, ob die Supercaps auch alleine genügend
Strom zum Starten liefern, wenn ich es getestet habe.
@ Stefan Us (stefanus)
>Ich finde sehr bedenklich, dass die Kondensatoren teilweise überladen>werden. 2,85V sind mehr als die erlaubten 2,7V.
Bis du der Reichsbedenkenträger?
>Aber die Überladung ist nicht akzeptabel. Ich würde das Board>umtauschen, bevor die dicken Dinger explodieren.
Es sind keine LiPo Akkus. Superkondensatoren kann man bis zu einem
bestimmten Ladestrom überladen, denn der Leckstrom steigt dann
exponentiell und somit symmetrieren sich die Kondensatoren automatisch.
Das wird in allen kleineren Supercaps gemacht, wo einfach mehrere
Einzelkondensatoren in Reihe geschaltet sind. Da steckt kein Balancer
drin. Den braucht man nur, wenn man mit deutlich höheren Ladeströmen
laden will/muss, aber dann muss der Balancer auch den vollen Ladestrom
aufnehmen können, wenn eine Zelle voll ist.
@ Herbert A. (h3rb3rt)
>werde gerne mal ein Video posten, ob die Supercaps auch alleine genügend>Strom zum Starten liefern, wenn ich es getestet habe.
Ein Blick ins Datenblatt könnte helfen. Innenwiderstand und so.
Ein 500F Kondensator liefert 1A für 500s, dabei fällt die Spannung um
1V. Oder 50A für 10s, oder 500A für 1s, wenn der Innenwiderstand klein
genug ist. Ein typischer Anlasser zieht um die 100A++, braucht die aber
nur für vielleicht 1-2s. Könnte klappen.
Aber hat denn das GESAMTgebilde 500F oder nur die Einzelkondensatoren?
Im 2. Fall hast du durch die Reihenschaltung nämlich "nur" 500/6~83F.
Immer noch viel, aber bei weitem nicht 500F!
So ganz dumm ist die Idee mit der Starthilfe nicht, denn die
allermeisten Autobatterien müssen für den Startvorgang deutlich
überdimensioniert sein, damit man den kleinen Innenwiderstand und hohen
Anlasserstrom hinbekommt. Mit einem echt niederohmigen Supercap kann man
die Batterie vielleicht um Faktor 2-5 kleiner machen (Ah, nicht Spannung
;-)
h3rb3rt schrieb:> Oder ist der Defekt am Balancer Board? Wie kann ich das überprüfen?
Was sagt den der Hersteller dazu?
Oh wait... China Müll.
You get what you pay...
Das ist schon richtig, @Knobikocher, aber für 50 Euro inkl Versand kann
man das schon mal ausprobieren. Ich will keine USV für eine
Herz-Lungen-Maschine damit bauen.
> Bis du der Reichsbedenkenträger?
Ich zittiere mal aus Wikipedia, weil das mit dem Inhalt meiner
Ausbildung überein stimmt:
"Superkondensatoren arbeiten mit sehr niedrigen Betriebsspannungen im
Bereich von nur einigen Volt. Weil schon geringe Überspannungen den
Kondensator irreparabel schädigen können, ist die Einhaltung der in den
Datenblättern spezifizierten Spannung von großer Bedeutung."
Und:
"Wasser zersetzt sich dann in Wasserstoff und Sauerstoff. Das
Überschreiten der Zersetzungsspannung führt zur Gasbildung und kann zur
Zerstörung des Kondensators führen."
Wegen der Menge Energie, die in diesem Kondensatoren gespeichert wird,
bin ich besonders vorsichtig. ich weiss, wie 100µF Elkos beim
explodieren aussehen. 5 Millionen mal mehr möchte ich nicht erleben.
Stefan U. schrieb:> Wegen der Menge Energie, die in diesem Kondensatoren gespeichert wird,> bin ich besonders vorsichtig. ich weiss, wie 100µF Elkos beim> explodieren aussehen. 5 Millionen mal mehr möchte ich nicht erleben.
Du bist mir vielleicht ein Matheexperte.
@ ASM Superprofi (Gast)
>> Wegen der Menge Energie, die in diesem Kondensatoren gespeichert wird,>> bin ich besonders vorsichtig. ich weiss, wie 100µF Elkos beim>> explodieren aussehen. 5 Millionen mal mehr möchte ich nicht erleben.>Du bist mir vielleicht ein Matheexperte.
Naja, 100uF x 5e6 = 500F. Dumm nur, daß die Einzelkondensatoren nur 2,5V
Nennspannung haben, macht zwar immer noch 1,5kJ, aber es stehen ja max
2,5V für den Kurzschluß zur Verfügung. Da passiert nicht so wahnsinnig
viel, außer daß es villeicht ein wenig heiß wird und dampft. Wenn
überhaupt. Das Knallen von Elko ist vor allem eine Folge von hoher
Spannung und der dadurch verfügbaren Pulsleistung. Ich behaupte mal, die
meisten Superkondensatoren verkraften auch einen harten Kurzschluß, wenn
gleich man den nicht tausendfach machen sollte. Und da kracht auch
nichts.
Praxiserlebnis. In der 4ma gibt es Stoßgeneratoren, die z.B. mit
2kV/600uF auf HV-Kabel Stoßentladungen ausführen. Der "Knall" an der
Funkenstrecke (Schalter) ist total harmlos, jeder Polenböller ist 10x
lauter. ABER wenn man dort ein Blatt Papier reinhält (=brennbares
Material), dann knallt es deutlich lauter! Aber immer noch leiser als
der Böller.
Ein Knall ist immer eine Folge von Druck. Gibt bestimmt eine tolle
Formel dafür. Der Grund, warum z.B. die kleinen Elkos viel lauter sind
als die Dicken ist einfach deshalb gegeben, weil sich magels
Sicherheitsventil in den kleinen ein viel grösserer Druck aufbauen kann.
Und wenn ich jetzt mal raten darf, dann ist die Funktion bestimmt
verdammt ähnlich wie die 1/2CU²=J Formel.
Eventuell 1/2VP²=Wummsmenge für V=Volumen und P=Druck? Bin da aber nicht
fit.
Schau Dir mal meinen Thread vor knapp zwei Jahren an.
Beitrag "Green-Cap/Super-Cap 2.7V 500F - fake?"
Ich hatte ein ähnliches Board aus CN bestellt.
Hat auch nicht ganz funktioniert.
Einer der Balancer/Protector Halbleiter wurde sehr heiß.
Ich habe mit 16-18V geladen.
Letztendlich hat sich herausgestellt, dass ein Cap keine
Füllung enthalten hat. (durch öffnen festgestellt).
Nach einer Reklamation mit Foto an Verkäufer, hat dieser mir
zwei Ersatz-Cap's geschickt und nun funktioniert das Board.
Gruß
Markus
Markus W. schrieb:> Schau Dir mal meinen Thread vor knapp zwei Jahren an.>> Beitrag "Green-Cap/Super-Cap 2.7V 500F - fake?"
Danke für den Hinweis, Markus. In meinem Fall ist es aber nicht so, dass
er sich nicht laden ließe, er lädt nur langsamer und entlädt schneller
als die anderen.
Was mir aber noch keiner erklärt hat ist, ob es falsch war mit
anliegender Ladespannung die einzelnen Caps zu messen.
Herbert,
Du musst jetzt klären, ob der betroffene Cap nicht auf die
2,7V kommt, weil die Balancer Mimik zu früh den Ladestrom
bypasst, (Meist wird sie dabei wärmer, wie die der restlichen
C's) oder weil seine Kapazität größer ist und er damit noch
nicht voll ist, wenn die anderen es bereits sind.
Markus
