Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lithiumzelle und Goldcap


von Student T. (hberg)


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Hallo,

ich benötige jede Stunde 80mA für 2 Sekunden und möchte die ganze 
Schaltung mit einer 3V Lithiumzelle betreiben. Ich hab mir gedacht, ich 
schalte einen Goldcap zwischen Zelle und Schaltung und lade diesen mit 
einem sicheren Dauerstrom mit 1mA (3v/3000Ohm aus Datenblatt). Peaks mit 
größeren Strömen vertragen die Zellen wohl nicht (Gasen aus und 
explodieren). Das will ich ungern haben.

Kann jemand kurz schauen ob ich keinen Mist gerechnet habe?

Ladespannung: 3V
Ladewiderstand: 3kOhm
Ladung: 160mAs
Kondensator: 54mF (C = Q/U)

Nach ca. 15 Minuten sollten dann die ~3V wieder am Kondensator anliegen.

Könnte ich somit die ganze Schaltung durch den Goldcap speisen? Ich 
dachte da an einen 5.5V mit 100mF, damit sollte man genügend Reserven 
nach oben haben.

Wenn ich nun 160mAs jede Stunde verbrauche, komme ich auf folgende 
Laufzeit:

Zellenspannung: 3V
Kapazität: 210mAh
Laufzeit: 4700 Stunden / 195 Tage

Kommt das ungefähr hin? Wäre super wenn jemand mit Ahnung kurz drüber 
schauen würde!

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


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Zwischen Theorie und Praxis sind öfter kleine Differenzen, die man 
Erfahrung nennt. Goldcaps sind relativ hochohmig und Akkus im Winter mit 
weniger verfügbarer Kapazität. Was dann trotz Rechnung wirklich übrig 
bleibt, zeigt erst der Versuch. Interessant wäre noch, wie Deine 
Schaltung auf Spannungseinbrüche reagiert, da Deine Li-Zelle auch nur 
2,5V am Ende haben könnte.

von Harald W. (wilhelms)


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kevin __ schrieb:

> Ich hab mir gedacht, ich schalte einen Goldcap zwischen Zelle
> und Schaltung

Goldcap ist eine Firmenbezeichnung für einen Doppelschichtkondensator.
Solche Kos gibts auch von anderen Firmen mit teilweise wesentlich
geringeren Innenwiderstände. Vielleicht wären die für Dich dann
besser geeignet. Das Hauptproblem bei allen Kondessatoren ist,
das beim Entladen die Spannung sinkt. Ob das bei Deiner Anwendung
stört, kannst nur Du entscheiden.
Gruss
Harald

von Johannes S. (Gast)


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Warum ziehst du den Strom nicht direkt aus der Lithiumzelle? Ist das 
eine so besondere? Der Strom ist prinzipiell ja eher niedrig, das 
sollten eine normale Lithiumzelle auf jeden Fall mitmachen.

von oszi40 (Gast)


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Johannes S. schrieb:
> auf jeden Fall mitmachen.

Nach 2s kann die Spannung um 0,4 V eingesackt sein? Vergleiche z.B.
http://data.energizer.com/PDFs/cr2032.pdf

von Student T. (hberg)


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Ich glaube auch nicht, dass die Zelle 80mA im Peak auf Dauer schafft. 
Irgendwo hab ich gelesen, das selbst 30mA schon grenzwertig seien und 
die Zelle auch irgendwann ausgast und/oder explodiert. Wäre mal 
interessant zu testen!

Den Spannungsabfall beim Entladevorgang vom Kondensator habe ich noch 
nicht bedacht... Unter 1.8V sollte die Spannung nicht fallen, da macht 
der µC nicht mehr mit. Rechne ich mit 2.7V Ladespannung und 200mF fällt 
die Spannung nach 2s auf 2,1V ab, was fast reichen sollte. Dann dauert 
der Ladevorgang mit 1mA aber 30 Minuten.

Ich werde mir die Bauteile besorgen und das ganze mal versuchen.

von Harald W. (wilhelms)


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kevin __ schrieb:

> Ich glaube auch nicht, dass die Zelle 80mA im Peak auf Dauer schafft.

Normale Primärknopfzellen nicht, kleine Li-Akkus aber schon.

von Anfänger (Gast)


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kevin __ schrieb:
> Dann dauert
> der Ladevorgang mit 1mA aber 30 Minuten.
>

3 Minuten wäre hier wohl richtig.

von Student T. (hberg)


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Anfänger schrieb:
> 3 Minuten wäre hier wohl richtig.

Tau = 3000Ohm * 200mF = 600s
3*Tau = 1800s = 30 Minuten (ungf. 2.8V)
5*Tau = 3000s = 50 Minuten (ungf. 2.98V)

Wie kommst du auf die 3 Minuten?

von 6A66 (Gast)


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kevin __ schrieb:
> Anfänger schrieb:
>> 3 Minuten wäre hier wohl richtig.
>
> Tau = 3000Ohm * 200mF = 600s
> 3*Tau = 1800s = 30 Minuten (ungf. 2.8V)
> 5*Tau = 3000s = 50 Minuten (ungf. 2.98V)
>
> Wie kommst du auf die 3 Minuten?

Das mit demladen sollte schon klappen.
Aber du hast bei 80mA schon einen recht kleinen externen Widerstand beim 
entladen. Schau' ins Datenblatt, ich vermute das wird der Goldcap nicht 
mitmachen.

rgds

von Student T. (hberg)


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Bei den kleineren <= 220mF sind es 75Ohm und darüber 30Ohm 
Innenwiderstand. Wird knapp mit dem 200mF, beim 470mF schafft er ca. 
180mA. Dann muss es für meine Schaltung mind. ein 470mF sein.

von Helge A. (besupreme)


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Vielleicht ist es einfacher, statt Lithiumbatterie und Goldcap das 
Volumen und Gewicht mit einer größeren Batterie auszufüllen. Ich hatte 
mal das Glück, ein paar solcher Batterien zu bekommen, die durch 
Kurzschlüsse teilweise entladen waren. In AAA - Größe haben die in 
meiner Taschenlampe noch einige Zeit ihren Dienst getan.

von Anfänger (Gast)


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kevin __ schrieb:
> Anfänger schrieb:
>> 3 Minuten wäre hier wohl richtig.
>
> Tau = 3000Ohm * 200mF = 600s
> 3*Tau = 1800s = 30 Minuten (ungf. 2.8V)
> 5*Tau = 3000s = 50 Minuten (ungf. 2.98V)
>
> Wie kommst du auf die 3 Minuten?


80mA 2sek Entladung,

entspricht
2mA 80sek Ladung, bzw 1mA 160sek Ladung.
Verluste an Ladungsmenge treten keine auf, ergo reichen 3min Ladung mit 
1mA um die Entladung auszugleichen.

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