Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stimmen diese Berechnungen? Leckstrom Kondensator


von C. H. (hedie)


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Hallo Zusammen

Ich habe diesen Kondensator im Blick:
http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/10eb/0900766b810eb39c.pdf

Kapazität: 0.22F
Spannung: 2.5V
Leckstrom nach 72h: 2uA


Meine Frage war, wann ist der Kondensator leer durch den eigenen 
Leckstrom.
Meine Berechnungen sehen wie folgt aus:

Ladungsverlust pro Sekunde: Q = I x t = 2uA * 1s = 2uAs
Gesamtladung: Q = C x U = 0.22F * 2.5V = 0.55As

Zeit in s bis zur Entladung: 0.55As / 2uAs = 275000s = 76.38h

>>>  Stimmen diese Berechnungen?

Ich wollte den Supercap zur längerfristigen (ca. 1-3Monate) pufferung
eines RTCs (DS1307) verwenden.

Der 1307 benötigt 500nA im schlimmsten Fall.
Somit würde das System ja 2.5uAs benötigen.

Folglich: 0.55As / 2.5uAs = 220000s = 61.1h Bis zur entladung mit RTC...


Gibt es bessere Kondensatoren?


Danke!

: Verschoben durch Moderator
von Joachim B. (jar)


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Claudio H. schrieb:
> Ich wollte den Supercap zur längerfristigen (ca. 1-3Monate) pufferung
> eines RTCs (DS1307) verwenden.

also ich würde den genaueren DS3231 nehmen als Modul auch China kein 
bischen teurer!

Claudio H. schrieb:
> Ladungsverlust pro Sekunde: Q = I x t = 2uA * 1s = 2uAs
> Gesamtladung: Q = C x U = 0.22F * 2.5V = 0.55As
>
> Zeit in s bis zur Entladung: 0.55As / 2uAs = 275000s = 76.38h
>
>>>>  Stimmen diese Berechnungen?

keine Ahnung, ich rechne überschlagsmäßig

0,22F = 0,22As/V wenn deine 2,5µA stimmen sinkt die Spannung in 88000 
Sekunden um 1V oder wenn minus 2V zulässig wären 176000 Sekunden ca.2 
Tage oder 3Tage wenn -3V Ok wären

Claudio H. schrieb:
> Gibt es bessere Kondensatoren?

es gibt auch 0,5F und 1F

Monat(e) sehe ich nicht

ausser -> RTC DS3231 mit LIR2032 in China um 1,50€ incl. Versand

http://www.ebay.de/itm/181575455758?_trksid=p2060778.m1438.l2649&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT

von Jim M. (turboj)


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Claudio H. schrieb:
> Ich wollte den Supercap zur längerfristigen (ca. 1-3Monate) pufferung
> eines RTCs (DS1307) verwenden.


Dann sollte man einen besser geeigneten Supercap auswählen. Der vom OP 
ist auf niedrigen Innenwiderstand optimiert und eher ungeeignet.

Für eine RTC würde ich einen Typ mit mehr Spannungsfestigkeit wählen. 
Man kann den Cap ja nicht vollständig entladen, sondern nur bis zum 
Minimum der RTC. Ein Innenwiderstand im Bereich 100 Ohm stört bei 
Betrieb der RTC nicht.

Und dann komme ich für Betriebsdauer in Monaten auf >1 F Kapazität.

von Bernie (Gast)


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Deine Berechnungen zur Entladung sind schlüssig, was
sich durch eine simple Überschlagsrechnung zeigen lässt:

1 F: 1 A für eine Sekunde
0,22 F = 0,22 A für 1 s = 2,5 µA für 88000 s = 2,5 µA für 24 h

Da die RTC aber 2 V braucht, kannst du das noch mal durch 5
teilen: 5 h.

Wenn du jetzt einen Kondensator mit 1 F / 2 µA Leckstrom nimmst,
hast du wieder 23 h, ca. 1 Tag.

Wenn der nur 0,1 µA Leckstrom hat, kommst du auf 4 Tage.

Fazit: GEHT NICHT!

von C. H. (hedie)


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Danke für eure Antworten...

Das Problem ist wie so oft, Platz!!!

Das genannte Modul kann ich vergessen...



Im anhang ist die Leiterplatte zu sehen
welche als stackup auf einen Speisnungsprint kommt.

Abmessungen über alles sind 50x25mm

Ich werde mir wohl eine kleinstmögliche Lithiumzelle suchen müssen...

Kennt jemand eventuell direkt eine Zellem, welche im Idealfall auch 
aufladbar ist, so dass die RTC gefühlte 5 Jahre hält?

von Joachim B. (jar)


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Claudio H. schrieb:
> Das genannte Modul kann ich vergessen...

Claudio H. schrieb:
> Ich werde mir wohl eine kleinstmögliche Lithiumzelle suchen müssen...

Lithium Akku !
dann such dir was kleineres als LR oder LIR 2032

http://www.smdv.de/products/20771/Knopfzelle-Akku-Lithium-Vl1220-1vce.html

kommt halt auf die OFF zeit an, evtl. reich bei selten OFF eine CR nicht 
aufladbar in kleiner.

: Bearbeitet durch User
von Bernie (Gast)


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Wie soll denn das Aufladen geschehen, wenn diese Schaltung
nur alle 1 - 3 Monate für ??? Stunden aktiviert wird?
Die Ladeschaltung kostet auch noch Platz.

Seit gefühlten 1000 Jahren nimmt man dafür Li-Knopfzellen.
Wenn die nur 1 mAh haben, stellen die schon mal deutlich mehr
Energie bereit, als ein geladener Super-Cap mit 3,6 F = 3600 mF.

- Belastet mit 1 mA ist der SuperCap nach 3600 s auf NULL, während
die Knopfzelle bei der Entladeschlussspannung von > 2 V steht.

Wenn WIRKLICH (!) nur 0,5 µA fließen würden, liefert das eine
Li-Knopfzelle pro mAh Kapazität für 2.000 Stunden (2,5 Monate).

Selbst die kleine CR1616 mit >= 50 mAh würde das über mehr als
10 Jahre schaffen. Aber auch die hat ihre Selbstentladung und
nach 10 Jahren ohne Last garantiert da niemand mehr was.

Wahrscheinlich hast du noch eine Entkopplung mit einer Diode
in der Schaltung, die auch hunderte nA von der Batterie zieht.

Also nimm eine CR2025, oder die bekannte CR2032 (> 200 mAh).

Wenn die Schaltung GUT ist, macht die das über 5 Jahre.
Wenn du nicht sicher bist, wechsle sie alle 2 Jahre.
Und wenn sie das nicht erreicht, taugt die Batterie, ODER
deine Schaltung nichts.

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