Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Goldcap Reihenschaltung


von Goldie (Gast)


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Hallo

ich habe gelesen, dass es problematisch sein kann, mehrere Goldcaps in 
Reihe zu schalten, um die Durchbruchspannugn zu erhöhen...

Wie kann man das Problem nun lösen?

Jeweils 10Meg parallel zu jedem Goldcap?

mfg

: Verschoben durch Admin
von Wilhelm F. (Gast)


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Goldie schrieb:

> Jeweils 10Meg parallel zu jedem Goldcap?

Vielleicht Z-Dioden?

von Andreas M. (elektronenbremser)


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Goldie schrieb:
> Durchbruchspannugn


Das klingt so destruktiv, du meinst bestimmt Nennspannung oder willst du 
die Goldcaps bei höherer Spannung platzen lassen ;-)

Aber die Kapazität verringert sich dabei, das weisst du?

von Goldie (Gast)


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ja mir ist schon klar, dass die Spannung mit n-Goldcaps in Reihe um 
Faktor n reduziert wird.

Würde es also so gehen:

+5V---o-|1F|--o--|1F|--o--GND
      |       |        |
      |       |        |
      |--10M--|--10M---|

wobei die 1F-Goldcaps auf 2,7V ausgelegt wären und die Gesamtkapazität 
dann eben auf 0,5F sinken würde...

Sind noch irgendwelche Dioden notwendig, wenn ja wie?

von Reinhard Kern (Gast)


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Goldie schrieb:
> Würde es also so gehen:

Nein, jedenfalls nicht lange gut. während des Aufladens verteilt sich 
die Spannung nicht nach den Widerständen, sondern nach Kapazität und 
Ladungszustand. Betrachte einfach die Extremsituation, dass einer leer 
ist und einer 2,5 V hat, dann lädt sich der leere auf 1,25V auf und der 
bereits volle auf 3,75. Unterschiede in der Kapazität wirken sich 
entsprechend aus.

Mit Z-Dioden o.Ä. dürfte es schwierig werden, zwischen noch zulässigen 
2,5V und nicht mehr zulässigen 2,8V zu unterscheiden.

Gruss Reinhard

von (prx) A. K. (prx)


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Wobei 5,5V Goldcaps bereits aus 2 in Serie geschalteten Caps bestehen, 
da einer prinzipbedingt nicht mehr als 2,xV verdaut.

von Reinhard Kern (Gast)


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A. K. schrieb:
> Wobei 5,5V Goldcaps bereits aus 2 in Serie geschalteten Caps bestehen

wahrscheinlich ausgesucht nach etwa gleicher Kapazität. Mit der normalen 
Toleranz von +-30% wird das schwierig.

Gruss Reinhard

von Wilhelm F. (Gast)


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Goldie schrieb:

> Sind noch irgendwelche Dioden notwendig, wenn ja wie?

Beitrag "Re: Goldcap Reihenschaltung"

von Goldie (Gast)


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...wie realisieren die Leute in den KERS-Systemen denn die Speicherung 
größerer Energiemengen?

Kann mir beim besten Willen nicht vorstellen, dass die zu speichernde 
Energie vorher auf unter 2V runtergeregelt wird...

von Goldie (Gast)


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...zumal die 2V Spannung ja nichtmal wirklich für eine LED genügt, 
zumindest dann nicht, wenn die über einen halbwegs sinnvoll 
dimensionerten Vorwiderstand entladen werden soll.

von Oldie (Gast)


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Eine antiquierte, aber im Entladezustand wohl DIE verlustfreieste Lösung 
wären mechanische Relais, die - mit bestromten Spulen - beim Laden die 
Zellen parallel schalten, aber zum Entladen mit "normal 
closed"-Kontakten in Reihe.

von Klaus (Gast)


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von Gerd E. (robberknight)


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> Mit Z-Dioden o.Ä. dürfte es schwierig werden, zwischen noch zulässigen
> 2,5V und nicht mehr zulässigen 2,8V zu unterscheiden.

Z-Dioden sind in dem niedrigen Spannungsbereich in der Tat keine tolle 
Idee, die schalten zu weich. Wenn der Ladestrom unter 100mA bleibt würde 
ich TL431 vorschlagen, damit kannst Du die gewünschte Maximalspannung 
exakt einstellen.

> ...wie realisieren die Leute in den KERS-Systemen denn die Speicherung
> größerer Energiemengen?

garantiert nicht mit Goldcaps: das Problem ist nicht die Spannung, 
sondern vor allem der Innenwiderstand. Schau Dir mal das Datenblatt an, 
die haben z.B. 15 Ohm. Rechne Dir mal aus was da noch an Strom fliessen 
kann...

von Jörg S. (joerg-s)


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Gerd E. schrieb:
> garantiert nicht mit Goldcaps: das Problem ist nicht die Spannung,
> sondern vor allem der Innenwiderstand. Schau Dir mal das Datenblatt an,
> die haben z.B. 15 Ohm. Rechne Dir mal aus was da noch an Strom fliessen
> kann...
Dann schau dir mal ein paar mehr Datenblätter an. Bei den großen kannst 
du Peak schon ~2000A laden/entladen. Wenn wir jetzt allgemein von DLCs 
reden...

von Harald W. (wilhelms)


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Goldie schrieb:
> ...wie realisieren die Leute in den KERS-Systemen denn die Speicherung
> größerer Energiemengen?

Die schalten auch in Reihe und haben spezielle Begrenzungsschaltungen
parallel zu jedem C. Die sehen dann ähnlich aus, wie die Symmetrier-
Schaltungen für Li-Akkus.
Gruss
Harald

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Gerd E. schrieb:
> garantiert nicht mit Goldcaps: das Problem ist nicht die Spannung,
> sondern vor allem der Innenwiderstand. Schau Dir mal das Datenblatt an,
> die haben z.B. 15 Ohm.
Die modernen Supercaps und Ultracaps liegen da locker 3 Zehnerpotenzen 
niedriger. Mit 15 mOhm bist du da gut dabei:
http://www.nesscap.com/product/edlc_small.jsp
Größere liegen mit 0,25 mOhm nochmal 2 Zehnerpotenzen drunter:
http://www.nesscap.com/product/edlc_large1.jsp
http://www.nesscap.com/product/edlc_large2.jsp

Harald Wilhelms schrieb:
> Die schalten auch in Reihe und haben spezielle Begrenzungsschaltungen
> parallel zu jedem C.
Bekannt als Balancer. Und dort ist der Aufwand gerechtfertigt und der 
Eigenstrombedarf der Balancerschaltung irrelevant...

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


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Ich benutze hier 5,5V Cs und 4V7 Zenerdioden. Geht prima. Willem - 
Daumen hoch :-)
Kleinere Zenerdioden (2V7 und 3V3) sind ein bisschen schwammig, aber die 
4V7 sind schon recht steil. Entladung der Cs ist deutlich geringer als 
mit Widerstands-Balancern.

von Wilhelm F. (Gast)


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Matthias Sch. schrieb:

> Ich benutze hier 5,5V Cs und 4V7 Zenerdioden. Geht prima. Willem -
> Daumen hoch :-)

Ich bin auch eher eine gute Mischung aus Praktiker und Theoretiker. Weiß 
nicht, in welche Sphären oder Etagen des Elfenbeinturmes die Damen und 
Herren hier gerne aufsteigen wollen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Matthias Sch. schrieb:
> Entladung der Cs ist deutlich geringer als mit Widerstands-Balancern.
Und eine Verpolung ist dank der Diode nur bis ca. 0,5..1V möglich.

von Reinhard Kern (Gast)


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Wilhelm Ferkes schrieb:
> in welche Sphären oder Etagen des Elfenbeinturmes die Damen und
> Herren hier gerne aufsteigen wollen.

wenn du dich lieber in den Überresten explodierter Kondensatoren suhlst 
- die Geschmäcker sind halt verschieden. Mir hat es gereicht, einmal 
mein Labor von den Resten eines Elkos zu säubern. Dann doch lieber 
Elfenbeinturm als Schweinestall.

Ganz im Ernst: ich finde es unangebracht, sich über die Sorgfalt anderer 
lustig zu machen. Projekte scheitern i.A. nicht an zuviel Nachdenken.

Gruss Reinhard

von Wilhelm F. (Gast)


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Reinhard Kern schrieb:

> Ganz im Ernst: ich finde es unangebracht, sich über die Sorgfalt anderer
> lustig zu machen. Projekte scheitern i.A. nicht an zuviel Nachdenken.

Wer macht sich denn lustig? Formeln und Rechnereien und bessere Ideen 
als meine sah ich hier bis jetzt kaum.

Außer was mit Fertigmodulen, aber da stecke ich nicht drin.

> wenn du dich lieber in den Überresten explodierter Kondensatoren suhlst
> - die Geschmäcker sind halt verschieden. Mir hat es gereicht, einmal
> mein Labor von den Resten eines Elkos zu säubern.

Und das war kein Goldcap. Sondern was ganz anderes. Richtig?

Sonst erzähle ich nämlich gerne auch die Geschichte, wie ich einen 
halben Kubikmeter Papier- und Aluspiralen mit dem Kehrblech von meinem 
Balkon entfernte.

Na also. Wer im Glashaus sitzt, sollte was nicht machen? Was? Steine 
anfassen?

von Harald W. (wilhelms)


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Lothar Miller schrieb:
> Matthias Sch. schrieb:
>> Entladung der Cs ist deutlich geringer als mit Widerstands-Balancern.
> Und eine Verpolung ist dank der Diode nur bis ca. 0,5..1V möglich.

Doppelschichtkondensatoren sind üblichwerweise bipolar.
Gruss
Harald

von S. K. (hauspapa)


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Die grösseren Zellen von Maxwell (K2 Serie, 2000F) habe ich schon 12 
Stück in Reihe betrieben. Die haben erstaunlich geringe 
Kapazitätstoleranz, da war praktisch nichts zu balancen. War allerdings 
nur ein Laboraufbau für überschaubare Zeit. Bei Massenteilen für die 
Leiterplatte sieht das sicher anders aus.

schönes Wochenende
Hauspapa

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


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Harald Wilhelms schrieb:
> Lothar Miller schrieb:
>> Matthias Sch. schrieb:
>>> Entladung der Cs ist deutlich geringer als mit Widerstands-Balancern.
>> Und eine Verpolung ist dank der Diode nur bis ca. 0,5..1V möglich.
>
> Doppelschichtkondensatoren sind üblichwerweise bipolar.
> Gruss
> Harald

Also alle 'Goldcaps,Ultracaps etc.' die hier rumfliegen, sind gepolt. 
Das sind die, die gerne als Kurzzeitpuffer in Rollosteuerungen, 
Videorekordern usw. verwendet werden. Hoher Innenwiderstand, lange 
Ladezeiten.

von Wilhelm F. (Gast)


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Matthias Sch. schrieb:

> Also alle 'Goldcaps,Ultracaps etc.' die hier rumfliegen, sind gepolt.

Anders macht es auch wenig Sinn.

Das Lade- und Entladeverhalten ist durchaus nicht wie beim gewohnten 
Standard-Elko: Ich besitze zwar nur 2 Goldcaps, und die sind auch schon 
mehr als 20 Jahre alt. Lade ich einen auf die Nennspannung auf, kann ich 
ihn mit einer Standard-LED mit Vorwiderstand ungefähr eine halbe Minute 
entladen, d.h. LED-Brenndauer. Ist die LED fast aus, und ich trenne den 
Kreis, warte eine Weile, schließe den Kreis dann wieder, brennt die LED 
wieder heller. Als ob er sich erholt hätte.

Bei einem Goldcap-gepufferten Leistungsteil, welches bspw. mit PWM 
angesteuert ist, könnte ich mir vorstellen, daß man einen Goldcap an 
eine herkömmliche Elko-Batterie parallel schaltet. Z.B. was mit 
27.000µF, 7,5V. Davon habe ich 4 Stück, mit masivem Kupfer-Vierkant 1 
Quadratzentimeter verschraubt. Die waren mal in einem Computer-Netzteil. 
Selbst mit komplett leer gesaugten Mignonzellen noch mal laden, und ein 
Metallteil zwischen die Schienen, das klebt sofort. Impulsströme also 
erheblich hoch.

von Daniel C. (dan1el)


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Mein Senf zum Thema:



+5V---o-----|1F|-------------o------|1F|--------------o--GND
      |                      |                        |
      |                      |                        |
      |--|>|--|>|--|>|--|>|--o--|>|--|>|--|>|--|>|----|


-|>|- = 1N4148


Du könntest es mal mit 4 oder 5 Dioden 1N4148 (in Flussrichtung) jeweils 
parallel zu einem Goldcap probieren. Die 10M-Widerstände würde ich 
ebenfalls beibehalten und vielleicht sogar auf 1M verkleinern.

Achtung: erst mal kurz ausprobieren, ob 8x 1N4148 in Reihe an 5V heiß 
werden!
(Exemplarstreuung)

An einer 1N4148 fallen ca. 0,6V bis 0,7V ab. Sollte das zu viel sein, 
kann man auch noch mit Schottky-Dioden (ca. 0,2V bis 0,4V) die Spannung 
"stückeln".



Die 1N4148 hat eine recht "scharfe" Kennlinie, 1N4007 o.ä. würde ich 
hier lieber nicht benutzen (zu "weiche" Kennlinie).

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


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Wilhelm Ferkes schrieb:
> Ist die LED fast aus, und ich trenne den
> Kreis, warte eine Weile, schließe den Kreis dann wieder, brennt die LED
> wieder heller. Als ob er sich erholt hätte.

Ich habe damals gehört, das dieses Verhalten, sowie der relativ hohe 
Innenwiderstand von den sehr feinen Strukturen abhängt, aus denen diese 
Golcaps gefertigt sind. Intern wird da viel umgeladen, als wenn da viele 
kleine Elkos mit Widerständen parallel geschaltet sind. Ich habe hier 
einen Haufen von 0,47F/5,5V sowie einge kleinere im 0,1F Bereich und 
alle zeigen diees Verhalten. Vom Hörensagen weiss ich auch, das man da 
nie hohe Ladeströme reinpumpen soll, da besagte Feinstrukturen dann 
leiden sollen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ich würde 15 milli Ohm nicht als hochohmig bezeichnen....


Den "Erholungseffekt" kann man ganz leicht bei Elkos beobachten: man 
lädt den für längere Zeit auf, und schließt dann die 2 Anschlussdrähte 
kurz und trennt Sie dann wieder. Nach einiger Zeit hat der Elko wieder 
Spannung.
Dann haben sich nämlich lokal hochohmige Inseln auf den ganzen Elko 
umgeladen.

von Michael M. (michaelm)


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