Ich möchte mir für den Modellbau einen großen Kondensator (für X Volt
mit Y µF) aus mehreren kleineren (und baugleichen) Kondensatoren
zusammenbauen.
Meine Frage ist jetzt, gibt es einen praktischen Unterschied, ob ich
dafür mehrere Kondensatoren (für X Volt gebaut) parallel schalte, oder
ob ich mehrere Kondensatoren (mit [Anzahl der Kondensatoren]*Y µF) in
Serie zusammenschalte?
Rechnerisch, also theoretisch, besteht ja logischerweise kein
Unterschied. Aber gibt es dazu in der Praxis Anhaltspunkte, welchen Weg
man lieber gehen sollte? Entladezeiten, maximal lieferbare Stromstärke,
... oder sonst etwas, woran man vielleicht als Anfänger nicht gleich
denkt?
Danke für Antworten!
Bei Parallelschaltung wird die Kapazität immer
größer, bei Reihenschaltung immer kleiner.
Die Spannungsfestigkeit bleibt bei Parallelschaltung
gleich, bei Reihenschaltung wird sie größer.
definiere großen Kondensator, große Spannung oder große Kapazität?
Wenn du nur die Energie betrachtest sind beide ähnlich groß.
Die mit den großen Spannungen verbrauchen mehr Platz bei der Isolierung.
haben aber weniger Problem mit dem Innenwiderstand.
inschenöhr schrieb:> Rechnerisch, also theoretisch, besteht ja logischerweise kein> Unterschied.
Äh, logischer Weise doch. Sonst wäre es ja ein und das selbe..
inschenöhr schrieb:> ... oder sonst etwas, woran man vielleicht als Anfänger nicht gleich> denkt?
Der Katastrophenfall? Bei Parallelschaltung hast Du den Salat, wenn
einer der Kondensatoren für Gleichstrom leitend würde - wie bei einem
einzelnen auch.
Ah ja, vielen Dank schon mal!
Also Parallelwiderstände und vor allem ESR-Werte sind schon mal gute
Stichworte bezüglich der Unterschiede.
Also bei der Reihenschaltung hat man evtl. Probleme mit dem steigenden
ESR, weiß jemand sich das auf die lieferbare Stromstärke oder
Wärmeentwicklung auswirkt?
Bzw. wo könnte man da genaueres dazu nachlesen, was für den praktischen
Anwender relevant ist und sich nicht -wie die meisten Seiten, die google
ausspuckt- auf die oberflächliche Theorie von Reihen- und
Parallelschaltung von Kondensatoren beschränkt?
Grüße
Reihenschaltung macht fast niemand, außer bei den xFarad Kondensatoren
bei denen es keine mit höherer Spannung gibt.
Deshalb ist für den allgemienen Fall die Sache klar - mach
Parallelschaltung wie alle anderen auch.
Helmut S. schrieb:> Reihenschaltung macht fast niemand, außer bei den xFarad Kondensatoren> bei denen es keine mit höherer Spannung gibt.
Ich wage zu widersprechen.
Reihenschaltung kommt recht häufig bei Impedanzanpassungs Netzwerken im
HF Bereich vor. Bei RFID kommt an der Antenne nach Impedanzwandlung
schon gern mal 100V zusammen, und so ein 0402 Kondensator mit 100V
Spannungsfestigkeit ist häufig teurer als zwei 50V Typen.
Hat auch Vorteile bei den Toleranzen weil sich - genau wie die Kapazität
- auch der Fehler halbiert.
> Hat auch Vorteile bei den Toleranzen weil sich - genau wie die Kapazität
- auch der Fehler halbiert.
Das stimmt schon mal gar nicht.
Natürlich sind 10% von 50pF nur 5pF statt 10pF von 100pF, aber
prozentual sind das in beiden Fällen 10% Fehler von der Gesamtkapazität.
Vielen Dank, hat mir schon mal sehr weitergeholfen! Das ganze soll in
Richtung Superkondensator als Stromversorgung gehen, ich werde wohl
einfach mal ein bisschen damit experimentieren und versuchen, wie sich
die Kondensatoren verhalten, auch im Vergleich mit Akkus.
Grüße
Helmut S. schrieb:>> Hat auch Vorteile bei den Toleranzen weil sich - genau wie die Kapazität> - auch der Fehler halbiert.>> Das stimmt schon mal gar nicht.>> Natürlich sind 10% von 50pF nur 5pF statt 10pF von 100pF, aber> prozentual sind das in beiden Fällen 10% Fehler von der Gesamtkapazität.
Was er gemeint haben dürfte ist, daß sich bei der Reihen- genauso wie
bei der Parallelschaltung die Toleranzen der Einzelbauteile im Mittel(!)
aufheben. Das setzt natürlich voraus, daß die Bauteilwerte symmetrisch
um den Nennwert verteilt sind.
Axel S. schrieb:> Helmut S. schrieb:>>> Hat auch Vorteile bei den Toleranzen weil sich - genau wie die Kapazität>> - auch der Fehler halbiert.>>>> Das stimmt schon mal gar nicht.>>>> Natürlich sind 10% von 50pF nur 5pF statt 10pF von 100pF, aber>> prozentual sind das in beiden Fällen 10% Fehler von der Gesamtkapazität.>> Was er gemeint haben dürfte ist, daß sich bei der Reihen- genauso wie> bei der Parallelschaltung die Toleranzen der Einzelbauteile im Mittel(!)> aufheben. Das setzt natürlich voraus, daß die Bauteilwerte symmetrisch> um den Nennwert verteilt sind.
So ist es. Das funktioniert nicht nur auf dem Papier sondern auch in der
Praxis.
inschenöhr schrieb:> Das ganze soll in > Richtung Superkondensator als Stromversorgung gehen
Ich habe mal eine kleine Notstromversorgung mit einer Bank von 20
Kondensatoren je 25 F und 2,7 V (-> 5 F, 27 V) gemacht, mit
Ladeschaltung, Step-up-Ausgangsspannungswandler für 24 V und mehr. Ich
habe auch noch einige Leiterplatten davon. Wenn dich das interessiert,
kann ich dir eine PN schicken, dafür musst du aber angemeldet sein.
DZDZ
Gute Idee mit den 20 Goldcaps.
Gibts schon Erfahrungen, wie lange die 24V bei
entsprechender Stromentnahme stehen?
Würde bei uns prima in eine Industriesteuerung
passen, wo sich bei Stromausfällen NO-Magnetventile
öffnen, dies sollte jedoch nicht sofort geschehen
VG Micha
Hallo
"Das ganze soll in Richtung Superkondensator als Stromversorgung
gehen,..."
dann bleibt dir leider nur die Reihenschaltung - soweit mir bekannt ist
bei 5,5V bei allen "Superkaps" im Kapazitätsbereich von vielen Farad
schon das Maximum erreicht, notwendig sind dann leider noch
Parallelwiderstände zwecks Symmetrie der Spannungen über die einzelnen C
notwendig - und somit störende Verluste.
Für Superkondensatoren spricht das man sie (nahezu) beliebig oft Laden
und entladen kann und das bei recht hohen Strömen welche aber leider
selten so hoch sind wie bei "normalen" Kondensatoren und das ganze dann
auch noch abhängig von genauen Typ der Supercaps ist - praktisch sind
hohe zulässige Lade- und Entladeströme leider mit hohen Preis und großer
Bauweise verbunden.
Als weiterer Vorteil kommt die recht geringeTemperaturabhängigkeit der
nutzbaren Kapazität hinzu.
Das war es aber auch schon fast -
Ansonsten : Akkumulatoren bieten ein deutlich besseres Kapazität /
Volumen Verhältnis, sie sind selbst bei teurer Chemie pro Wh deutlich
Preiswerter als "billige" Supercaps.
Fertige Ladeschaltungen gibt es zu hauf - die Bauformen, insbesondere im
LiIonen Bereich sind unglaublich vielfältig und vor allem leicht
beschaffbar (allerdings nur Online - aber Supercaps bekommt man auch
nicht im Laden um die Ecke).
Und leider sind die Supercaps auch je nach Technologie mehr oder weniger
eng mit Akkumulatoren verwandt und somit weniger als "normalen"
Kondensatoren zu werten was leider die Nachteile von Chemischen
Bestandteile und Vorgänge nach sich zieht (Veränderungen der
Eigenschaften , Verluste durch Nutzung und Reaktionen )
Im Hobbybereich gibt es eigentlich kaum wirklich sinnvolle Anwendungen -
ein Elektisches Bahnnetz oder ein richtiges E-Auto wird man eher selten
als Hobbyist Betreiben bzw. Entwickeln und Bauen - für den
Modellbaubereich sind Supercaps fast immer zu groß, als Energiespeicher
für die kleine Hobby-Inselstromversorgung wird die Sache sehr schnell
sehr sehr teuer.
Bleibt eigentlich nur die Pufferung von Kleinstverbrauchern bzw. Nutzung
im Energy Harvesting, wie sinnvoll zumindest der zweite genannte
Einsatzbereich wirklich ist soll jeder für sich selbst entscheiden...
Jemand
Michael B. schrieb:> Gibts schon Erfahrungen, wie lange die 24V bei> entsprechender Stromentnahme stehen?
Hallo Michael,
das Ganze ist ein Hutschienen-Modul, gedacht um einen µC noch eine Weile
(~3 Minuten bei Nennlast) bei Stromausfall weiter zu betreiben. Mit dem
DC-DC-Wandler werden die 24 V bis zu einer Kondensatorentladung herunter
bis ca. 12 V aufrecht erhalten. Daten, die ich damals aufgenommen habe:
- Nominelle Eingangsspannung: 24 V
- Maximale Stromaufnahme: Ladestrom + Ausgangsstrom
- Ladestrom ca. 600 mA
- Ladezeit: Ca. 3 Minuten
- Ausgangsspannung bei entladener Kondensator-Bank*: Eingangsspannung
- 0,8 V
- Ausgangsspannung bei geladener Kondensator-Bank**: 24 V
- Kapazität der Kondensator-Bank: 5 F, 25 V
- Gespeicherte Energie bei 24 V: 1440 Ws
- Nennlast: 250 mA
- Max. Ausgangsstrom: Abhängig von Ladezustand, siehe Anmerkung
- Entnehmbare Energie bei Nennlast***: Ca. 1080 Ws (ca. 75 % der
gespeicherten Energie)
- Laufzeit bei Nennlast: ca. 3 Minuten
* Die Ausgangsspannung ist auch bei geladener Kondensator-Bank
mindestens Eingangsspannung - 0,8 V, also z. B. bei 25 V am Eingang ist
sie 24,2 V.
** Sobald die Kondensatorspannung groß genug dafür und die
Eingangsspannung < ca. 24,8 V ist, erzeugt der interne DC-DC-Wandler die
24 V-Ausgangsspannung.
*** Die entnehmbare Energie ist abhängig von der Last. Bei kleinen
Lasten kann sie weit über 75 % liegen, bei großen deutlich darunter.
Anmerkung: Den maximalen Ausgangsstrom habe ich sicherlich bestimmt,
aber keine Messwerte mehr vorliegen. Er müsste min. ca. 0,5 A bei auf
50% Spannung (25 % Energie) entladener Kondensator-Bank sein und steigt
mit der Spannung der Kondensatoren.
Michael B. schrieb:> Gute Idee mit den 20 Goldcaps.
Goldcaps sind das nicht. Die haetten hohe ESR Werte, sind m.W.
eher tauglich, um eine Standby Versorgung aufrechtzuerhalten.
(Z.B. waehrend Batteriewechsel nicht alles durch Stromunter-
brechung resettet zu kriegen bzw. Einstellungen zu verlieren.)
