Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ML1220 Lithium-Akku durch Supercap ersetzen?


von Uhu U. (uhu)


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Ich bekomme für meinen alten Acer n50 PDA keine ML1220 Stützakkus mehr - 
das, was es noch zu teilweise astronomischen Preisen zu kaufen gibt, ist 
heillos überlagert und gibt innerhalb weniger Wochen den Geist auf.

Da die Hauptakkus nicht lange genug laufen, muss ich unterwegs den Akku 
wechseln. Ohne funktionsfähigen Stützakku ist das ein langwieriges 
Unterfangen: Backup ins Flash, runterfahren, Akku wechseln, PDA neu 
einrichten, Backup zurückspielen und noch ein paar kleine Einstellungen, 
bis das Dings wieder läuft. Das kostet locker ¼ Stunde...

Ich brauche also einen Ersatz für den ML1220.

Meine Idee: einen 220 mF Supercap. Dafür müsste ich den (sowieso nicht 
gebrauchten) CF-Steckplatz opfern und da drin den Supercap unterbringen 
und mit dem Akku-Sockel verbinden.

Nun hat aber der Kondensator deutlich andere Werte als der ML1220.

Die Frage ist, ob die Ladeschaltung für den Akku damit zurecht kommt, 
oder was man machen muss, damit das ohne Schaden funktioniert.

von *.* (Gast)


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Im Datenblatt der ML1220 wird eine Reihenschaltung aus Diode und 
Widerstand an geregelter Spannung als Ladeschaltung empfohlen, von 
daher...

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Absehbares Problem: Der Akku hat eine Nennspannung von 3 V und wird 
höchstwahrscheinlich mit deutlich höherer Spannung geladen. SCs haben 
aber selten mehr als 2,5 V Nennspannung und niemals mehr als 3 
Maximalspannung. Also würde eine Reihenschaltung erforderlich. 4 
Kondensatoren für eine Gesamtkapazität eines einzelnen... Wenn die 
Kapazität trotzdem reicht, dann sollte es gehen. Ein bisschen Balancing 
mit vielen Dioden in Reihe braucht praktisch keinen Ruhestrom und 
begrenzt die Zellenspannung sicher unter 2,5 V.

Auf https://www.abcde.de/ml1220.html sieht es so aus, als ob neue Akkus 
durchaus erhältlich sind.

von Stefan F. (Gast)


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Kannst du nicht eine Powerbank als mobiles Ladegerät missbrauchen? So 
habe ich das jahrelang mit einem Laptop gemacht.

von Achnee, nich schon wieder DAS (Gast)


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Ein Kondensator ist keine Batterie. Eine Batterie hat (ungefähr) eine 
konstante Spannung bei der Entladung, die des Kondensators nimmt linear 
mit der entnommenen Ladung ab.
Batterien haben eine viel höhere Energiedichte.

Nimm eine Batterie mit 1AH und ersetze sie durch einen Kondensator:
Angenommen man kann den Kondensator von 3 auf 2,5V entladen, benötigt 
dieser folgende Kapazität:
C=i*t/(DeltaU) = 1A * 3600s / 0,5 = 6900F

Das ist garantiert größer als die Batterie. Und teurer.

Man könnte einen Kondensator durchaus mit einem CC/CV Ladegerät laden. 
Aber vermutlich wird man keinen 6,9kF Kondensator mit 3V finden, der in 
das Batteriefach passt.

Wer solche Dinge fragt, brandmakt sich als Mensch ohne jegliches 
physikalisches Verständniss.
Sorry das so hart schreiben zu müssen, aber ähnlicher Quatsch wird hier 
ungefähr alle 10 Minuten gefragt...

von Harald W. (wilhelms)


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Uhu U. schrieb:

> Ich brauche also einen Ersatz für den ML1220.
>
> Meine Idee: einen 220 mF Supercap. Dafür müsste ich den (sowieso nicht
> gebrauchten) CF-Steckplatz opfern und da drin den Supercap unterbringen
> und mit dem Akku-Sockel verbinden.

Kannst Du an der gleichen Stelle nicht einen passenden Standardakku
unterbringen? Dann hättest Du ohne Schaltungsmodifikation weitere
zehn Jahre Ruhe.

von Uhu U. (uhu)


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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Absehbares Problem: Der Akku hat eine Nennspannung von 3 V und wird
> höchstwahrscheinlich mit deutlich höherer Spannung geladen.

Das habe ich bedacht. Die Ladespannung ist 3.3 V und diesen C habe ich 
vorgesehen: 
https://www.reichelt.de/Speicher-Elkos/EECS-220M-5-5B/3/index.html?ACTION=3&LA=10030&ARTICLE=199891&GROUPID=3148&artnr=EECS+220M+5%2C5B

Stefan U. schrieb:
> Kannst du nicht eine Powerbank als mobiles Ladegerät missbrauchen? So
> habe ich das jahrelang mit einem Laptop gemacht.

Auch das habe ich geprüft: Der Stecker, über den das Teil auch geladen 
wird, ist zwar schön klein, aber trotzdem so sperrig, dass man den 
Hauptakku nicht ziehen kann. Geht also nicht.

Achnee, nich schon wieder DAS schrieb:
> Nimm eine Batterie mit 1AH und...

Der ML1220 hat stolze 17 mAh, wenn er gesund ist. Der Nenn-Entladestrom 
soll bei 100 µA liegen. Das CMOS-Ram zieht sicherlich nicht mehr, auch 
wenn ichs nicht gemessen habe. (Laut Datenblatt des Acer n50 soll der 
Maxell ML1220 Stützakku 30 Minuten durchhalten.)

Ein Wechsel des Hauptakkus ist normalerweise in 1 min erledigt. Die 
Annahmen für deine Berechnung stimmen nicht.

Eventuell muss man eben vor dem Akkuwechsel für ein paar Minuten eine 
Powerbank anschließen, damit der C ordentlich geladen ist und durchhält.

Harald W. schrieb:
> Kannst Du an der gleichen Stelle nicht einen passenden Standardakku
> unterbringen?

Es gibt keinen "Standardakku" in der Größe.

Der ML1220 hat einen Durchmesser von 12 mm und ist knapp 2 mm dick. 
Leider werden die Dinger von Maxell schon seit Jahren nicht mehr 
produziert und die Lagerbestände der schlauen Händler sind 
zwischenzeitlich sauer geworden...

Man könnte natürlich eine größere ladbare Knopfzelle in den CF-Slot 
einbasteln. Nur hat das evtl. den Nachteil, dass die Ladeschaltung für 
das größere Teil nicht passt.

Das muss ich noch prüfen.

: Bearbeitet durch User
von Olaf (Gast)


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> Die Frage ist, ob die Ladeschaltung für den Akku damit zurecht kommt,
> oder was man machen muss, damit das ohne Schaden funktioniert.

Wenn ich das richtig sehe dann ist Supercap nur eine Handelsbezeichnung 
von Doppelschichtkondensatoren. Ein Ersatz der Batterie dadurch scheint 
mir durchaus moeglich. Zwei Dinge vorausgesetzt:

1. Du brauchst einen Typen fuer 5.5V, also zwei in Serie. Sowas kann 
problemlos kaufen.

2. Es gibt diese Kondensatoren in sehr hochohmig wie sie gerne als 
Backupkondensator in Elektronik verwendet wurden. So ein Typ ist 
vermutlich unbrauchbar da es sonst schwer vorstellbar waere das der 
Hersteller sich den Aufwand mit dem Lithiumakku angetan haette. Es gibt 
diese Kondensatoren aber auch in niederohmig. Die koennen dann sogar 
Ampere liefern/aufnehmen. Eventuell musst du dann noch einen kleinen 
Widerstand in Serie schalten damit die Ladeschaltung nicht ueberlastet 
wird.

Es koennte allerdings sein das deine Hardware des Grauens soviel Strom 
zieht das der Kondensator nur fuer wenige Sekunden haelt. Waere es 
anders haette man damals vermutlich eher einen Kondensator verbaut. Die 
Konkurenz (Palm) hat das ja so gemacht.

Allerdings wundert es mich das Sekundaerelemente als Knopfzellen nicht 
mehr gefertigt werden. Ich hab erst letzte Woche diverse Hersteller 
erfolgreich danach abgesucht. Allerdings ist die Beschaffbarkeit nicht 
so einfach da die meisten Menschen gar nicht wissen das es so etwas 
gibt. Du kannst ja mal im Uhrenbedarf nachschauen. In meiner Uhr 
befindet sich auch so ein Akku. Lebensdauer bis jetzt zu meinem eigenem 
erstaunen 17Jahre. :-)
Und ich denke das Casio die auch noch in neuen Uhren verbaut.

Olaf

von MaWin (Gast)


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Es gibt noch 1220 aufladbare Zellen, z.B.

http://uk.farnell.com/panasonic-electronic-components/vl-1220-vcn/battery-van-lithium-vl1220-vert/dp/1514218

Die Ladeschaltung wird passen. Und etwas weniger Kapazität ist immer 
noch mehr als in der kaputten steckt.

von Olaf (Gast)


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> Leider werden die Dinger von Maxell schon seit Jahren nicht mehr
> produziert und die Lagerbestände der schlauen Händler sind
> zwischenzeitlich sauer geworden...

Was ist hiermit:

http://www.pohl-electronic.de/panasonic-ml-920-lithium-knopfzelle/

https://www.mouser.de/Search/ProductDetail.aspx?qs=1eQvB6Dk1vhDP8XMeN6jSg%3d%3d

https://www.digikey.com/product-detail/en/panasonic-bsg/ML-920S-DN/P296-ND/447505

Etwas kleinerer Durchmesser wird ja wohl okay sein.

https://industrial.panasonic.com/tw/products/batteries/primary-batteries/lithium-batteries/coin-type-rechargeable-lithium-batteries-ml-series

Sanyo stellt die Teile auch her...

Olaf

von Uhu U. (uhu)


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Olaf schrieb:
> So ein Typ ist
> vermutlich unbrauchbar da es sonst schwer vorstellbar waere das der
> Hersteller sich den Aufwand mit dem Lithiumakku angetan haette.

Der Acer n50 kam 2001 raus - da waren die Supercaps noch nicht so klein.

MaWin schrieb:
> Es gibt noch 1220 aufladbare Zellen, z.B.
>
> 
http://uk.farnell.com/panasonic-electronic-components/vl-1220-vcn/battery-van-lithium-vl1220-vert/dp/1514218

Schön wäre es, wenn es die Zellen ohne Lötfahnen gäbe - der n50 hat 
einen Sockel, in den man das Ding einfach rein drückt.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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>> Kannst du nicht eine Powerbank als mobiles Ladegerät missbrauchen?
>> So habe ich das jahrelang mit einem Laptop gemacht.

>Auch das habe ich geprüft: Der Stecker, über den das Teil auch
> geladen  wird, ist zwar schön klein, aber trotzdem so sperrig,
> dass man den Hauptakku nicht ziehen kann. Geht also nicht.

Mein Gedanke war eigentlich, dass du den Hauptakku gar nicht wechseln 
musst, wenn du ein mobiles Ladegerät in der Tasche hast. So machen es 
doch auch die Kids, die mit ihren Smartphones viel spielen.

von Manfred (Gast)


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Uhu U. schrieb:
> Der Nenn-Entladestrom
> soll bei 100 µA liegen. Das CMOS-Ram zieht sicherlich nicht mehr, auch
> wenn ichs nicht gemessen habe. (Laut Datenblatt des Acer n50 soll der
> Maxell ML1220 Stützakku 30 Minuten durchhalten.)

Passt irgendwie nicht, eine halbe Stunde gegen 17mAh ist rechnerisch ein 
Verbrauch von 34mA. Mit den lastabhängigen derating des Akkus vielleicht 
20..25mA - also messen!

Und dann überlegen, die Ladeschaltung zu entfernen und eine normale 
CRxxxx-Knopfzelle einzusetzen.

von Achnee, nich schon wieder DAS (Gast) (Gast)


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Uhu U. schrieb:
> Der Zahn der Zeit schrieb:
>> Absehbares Problem: Der Akku hat eine Nennspannung von 3 V und wird
>> höchstwahrscheinlich mit deutlich höherer Spannung geladen.
>
> Das habe ich bedacht. Die Ladespannung ist 3.3 V und diesen C habe ich
> vorgesehen:
> 
https://www.reichelt.de/Speicher-Elkos/EECS-220M-5-5B/3/index.html?ACTION=3&LA=10030&ARTICLE=199891&GROUPID=3148&artnr=EECS+220M+5%2C5B
>
> Stefan U. schrieb:
>> Kannst du nicht eine Powerbank als mobiles Ladegerät missbrauchen? So
>> habe ich das jahrelang mit einem Laptop gemacht.
>
> Auch das habe ich geprüft: Der Stecker, über den das Teil auch geladen
> wird, ist zwar schön klein, aber trotzdem so sperrig, dass man den
> Hauptakku nicht ziehen kann. Geht also nicht.
>
> Achnee, nich schon wieder DAS schrieb:
>> Nimm eine Batterie mit 1AH und...
>
> Der ML1220 hat stolze 17 mAh, wenn er gesund ist. Der Nenn-Entladestrom
> soll bei 100 µA liegen. Das CMOS-Ram zieht sicherlich nicht mehr, auch
> wenn ichs nicht gemessen habe. (Laut Datenblatt des Acer n50 soll der
> Maxell ML1220 Stützakku 30 Minuten durchhalten.)

Na, und jetzt? Für die 17mAh benötigt man nach dieser Rechnung halt dann 
nur noch 117F, was immer noch fast tausend mal so viel ist, wie die 
220mF die du verwenden wolltest.

--> Untauglich.
--> Rechnen hilft.

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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17 mAh bei 3 V sind knapp 200 Ws (bzw. J). Um diese Energie in einem 2,5 
V-SC zu speichern, wird 1/2 C U², also ca. 60 F gebraucht. Mit einer 
geeigneten, aber nicht ganz unaufwändigen Wandlerschaltung kann man 75% 
oder mehr dieser Energie auf 3 V gewandelt nutzen, also braucht man ca. 
80 F.

Nun sagt der TO aber, dass er nicht 30 Minuten, sondern zum Akkuwechsel 
nur 1 Minute braucht. Und da bleiben kaum noch mehr als 2 F. Deutlich 
mehr als er vorgesehen hat, aber auch nicht das 1000-fache.

Aber auch diesen Ansatz halte ich daher aus Platzmangel für nicht 
realisierbar.

DZDZ

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Nachtrag: Was sollen diese widersprüchlichen Zahlen:

Uhu U. schrieb:
> Der Nenn-Entladestrom
> soll bei 100 µA liegen. Das CMOS-Ram zieht sicherlich nicht mehr, auch
> wenn ichs nicht gemessen habe. (Laut Datenblatt des Acer n50 soll der
> Maxell ML1220 Stützakku 30 Minuten durchhalten.)

30 Minuten bei 100 µA sind 50 µAh, nicht 17 mAh. Er müsste ca. 1 Woche 
durchhalten. Anders herum: Mit 220 mF ist die Entladerate bei 100 µA 0,5 
mV/s, in 1 Minute fällt die Spannung also gerade mal 30 mV - das wäre 
überhaupt kein Problem.

Was gilt den nun?

Achnee, nich schon wieder DAS (Gast) schrieb:
> --> Rechnen hilft.
Recht hat er. Aber warum tut er es nicht?

DZDZ

von Uhu U. (uhu)


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Der Zahn der Zeit schrieb:
> 30 Minuten bei 100 µA sind 50 µAh

Die 100 µA sind der maximale Entladestrom laut Datenblatt des ML1220 und 
die 30 Minuten maximale Stützzeit stammen aus dem Datenblatt des n50 - 
dass die 100 µA ausgenützt werden, ist höchst unwahrscheinlich und die 
30 Minuten sind mit Sicherheit auch nicht das absulte Maximum, sondern 
ein Wert, der so weit unter dem Maximum liegt, dass Acer sich auch mit 
nicht mehr ganz taufrischen Akkus nicht blamiert.

von guest (Gast)


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Uhu U. schrieb:
> Die 100 µA sind der maximale Entladestrom laut Datenblatt des ML1220

Den Unterschied zwischen 'nominal' und 'maximal' sollte man allerdings 
kennen. Bei den nominal 100µA hält der Akku laut DB ca. 6-7 Tage 
("Discharge final voltage: 2V") und in den "Discharge Characteristics" 
ist sicher auch nicht umsonst eine Kurve mit 4mA angegeben.

von Uhu U. (uhu)


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Stefan U. schrieb:
> Mein Gedanke war eigentlich, dass du den Hauptakku gar nicht wechseln
> musst, wenn du ein mobiles Ladegerät in der Tasche hast.

Das hatte ich mir auch schon überlegt, aber das ist wegen der Kabel, des 
langen Steckers und der nicht sehr stabilen Buchse des n50 nicht 
praktikabel. (Ich habe das Ding auf dem Fahrrad im Gelände dabei.)

von Uhu U. (uhu)


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Problem gelöst: http://www.all-batteries.de/ bietet ML1220 ohne 
Lötfahnen von FDK zu einem Preis an, der Teilweise von dem alten 
Maxell-Schrott sehr deutlich überboten wird - mit 6 Monaten 
Herstellergarantie.

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