Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Supercap als Konstantstromquelle


von Benno (Gast)


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Welche Schaltung ist zu empfehlen, wenn man aus Superkondensatoren 
während 5 Sekunden einen Konstantstrom von 100A entnehmen will? (50mOhm 
Lastwiderstand)

von Michael B. (laberkopp)


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Stromschaltregler, denn die Verluste eines linearen Reglers will da 
keiner haben.

von THOR (Gast)


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Schaltregler für 100A, sportlich. Gibts ggf. die Möglichkeit die 
Spannung zu erhöhen und den Strom damit zu senken?

von Falk B. (falk)


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@ Benno (Gast)

>Welche Schaltung ist zu empfehlen, wenn man aus Superkondensatoren
>während 5 Sekunden einen Konstantstrom von 100A entnehmen will? (50mOhm
>Lastwiderstand)

Was soll bei dem Unsinn rauskommen? 100A durch 50mOhm macht 5V. Da nimmt 
man lieber einen kräftigen 12V Akku mit 50Ah und mehr und schließt dort 
den "Verbraucher" an. Für 5s bringt der 100A, auch wenn die Spannung 
dabei einbricht.

von Jacko (Gast)


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Das ist möglich.

Aber nicht mit 1...50 billigen SuperCaps aus der Bucht,
oder von deinem Lieblings-Versandhändler.

Schau mal in die Datenblätter:
- Innenwiderstand
- Umax
- Imax
- Damit berechnest du die Anzahl der SuperCaps

Und dann schau mal nach Kostantstromquellen für 100 A
bei der vorliegenden Umax der SuperCaps, wo auch noch
genug Umin bei rauskommt.
Und berechne den zusätzlichen Bedarf an SuperCaps.

Und dann schau mal in deinen Geldbeutel...

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Was soll bei dem Unsinn rauskommen? 100A durch 50mOhm macht 5V. Da nimmt
> man lieber einen kräftigen 12V Akku mit 50Ah und mehr und schließt dort
> den "Verbraucher" an.

Hallo Falk,

diese Kritik an der Fragestellung finde ich unangemessen. Du kennst die 
Situation des Fragestellers nicht, unterstellst ihm 
Lösungsmöglichkeiten, die er wohl möglich nicht hat und erklärst sein 
Anliegen pauschal als Unsinn. Eine Antwort auf die Frage hast du 
(natürlich) auch nicht.

Ich habe kürzlich eine kleine Notstromversorgung auf Super-Cap-Basis 
gemacht. Die brauchte auch nur kurz zu halten. Von dir hätte ich die 
selbe Kritik bekommen. Aber: 1. Super-Caps basieren nicht auf chemischen 
Verfahren, altern also ungleich weniger, und 2. das K.O.-Kriterium: Wer 
mit Akkus handeln will, muss enormen Aufwand im Sinne der 
Batterie-dingsbumns-Verordnung betreiben, um das überhaupt zu dürfen. 
Rücknahme, Versandbeschränkungen und und und... Dazu weitere Vorteile.

Und eine KSQ, wie gefragt, ist dein Akku auch nicht.

Zur Antwort: Ich habe Kondensatoren SCCU25B256MRB 
(http://www.mouser.com/ds/2/40/AVX-SCC-1018831.pdf) eingesetzt. Die sind 
relativ preiswert und haben eine Leistungsdichte (Power density) von 
2000 - 3000 W/kg. Für 500 W braucht man also nur wenige hundert Gramm 
Kondensatoren. Die Energiedichte liegt zwischen 4 und 6 Wh / kg (~20000 
Ws / kg). Gebraucht werden >= 2500 Ws, als irgendwo zwischen 100 und 200 
g Kondensatoren! Nebenbei: Der Innenwiderstand diese Kondensatoren ist 
bei diesen "kleinen" Strömen immer noch vernachlässigbar. Was für ein 
Unsinn (man entschuldige die Retourkutsche), dafür einen Akku als einzig 
sinnvoll zu sehen!

Wenn man mit eine Step-Down-Regler arbeitet, kann man vielleicht 70 - 
90% der Energie in den Kondensatoren mit der KSQ heraus bekommen. 5 V x 
100 A x 5 s = 2500 Ws.

Fazit: So viele Supercaps vorsehen, dass es für ca. 600 - 700 W reicht, 
also ungefähr 200 g. Die Kapazität müsste dann schon ausreichend sein. 
Grobe Schätzung: Die werden ca. 100 € kosten. Damit einen 10 bis 15 
V-Speicher bauen und mit dem Step-Down auf 100 A, 5 V regeln.

Nur die Frage nach der Schaltung selber kann ich dir nicht beantworten: 
Das sind (außer Konstantstrom) Standardschaltungen, entsprechend 
dimensioniert. Wenn die 50 mOhm konstant wären, würdest du auch nur eine 
konstante Spannung brauchen.

DZDZ

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


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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Hallo Falk,
> diese Kritik an der Fragestellung finde ich unangemessen.
Nicht ganz. Denn die Frage sieht wieder so aus, als ob ein jemand 
seine Lösung realisieren will. Und eben nicht einfach fragt, was denn 
für sein Problem der richtige Ansatz wäre.

Denn wenn der Lastwiderstand 50mOhm hat, dann muss man sich schon sehr 
genau ansehen, wie man den anschließen kann (50mOhm hat z.B. schon ein 
recht guter Steckkontakt).

Und eine variable Spannung (wie sie an ein Kondensator abgibt) in einen 
konstanten Strom umzuwandeln, ist um einiges komplizierter, als einen 
dicken 12V Akku zu nehmen und 70mOhm in Reihe zu schalten...

Der Zahn der Zeit schrieb:
> Nur die Frage nach der Schaltung selber kann ich dir nicht beantworten:
> Das sind (außer Konstantstrom) Standardschaltungen, entsprechend
> dimensioniert.
Das sind Schaltungen, die auch einem Profi zum Nachdenken anregen. 
Einer, der sowas noch nie gemacht hat, wird bis zum Erreichen des Ziels 
gehörig dazulernen...
Auf jeden Fall sollte er die ersten Schaltregler für diese Anwendung 
nicht selber entwerfen, sondern sich z.B. mal sowas ansehen:
http://cds.linear.com/docs/de/press-release/LTM4676A-DE.pdf

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Und eben nicht einfach fragt, was denn
> für sein Problem der richtige Ansatz wäre.
Das kann allerdings durchaus sein. Da bin ich immer im Zwiespalt: 
Beantworte ich eine konkrete Frage, oder frage ich erst einmal 
vorsichtig, ob sich der Fragesteller auf dem Holzweg befindet, und ich 
mit der Antwort nur auf dem Holzweg weiter helfe?

Also so, wie du das formulierst, finde ich es ok und angemessen. Aber 
so, wie Falk das pauschal als Unsinn tituliert, finde ich es weiterhin 
in vollem Umfang unangemessen. Denn es kann sehr gute Gründe geben, dass 
der Ansatz sinnvoll ist.

> einen dicken 12V Akku zu nehmen und 70mOhm in Reihe zu schalten...
... ist wahrlich einfacher und billiger. Das kann man vorschlagen, und 
fragen, ob das unter den gegebenen Umständen auch in Frage käme. Leider 
kennen wir die Umstände nicht, und wir (ich auch) vermuten, dass der 
Benno nicht erfahren genug ist, einen solchen Schaltregler aufzubauen. 
Wenn es so ist, dann hätte er seine Situation genauer schildern sollen. 
Das passiert leider zu häufig nicht.

> Schaltungen, die auch einem Profi zum Nachdenken anregen.
Allerdings. Es geht über eine Standardschaltung hinaus. Selbst wenn man 
eine genau passend zugeschnittene Schaltung hätte, wäre die Gefahr groß, 
dass dem Fragesteller nicht klar ist, dass man 100 A nicht mit 
Klingeldraht, 3,5er Klinkenstecker und 1 mm Leiterbahnen machen 
sollte...

Der Tipp mit der LTM4676A-Info war gut und konstruktiv. So sollte es 
sein.

DZDZ

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


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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Da bin ich immer im Zwiespalt: Beantworte ich eine konkrete Frage, oder
> frage ich erst einmal vorsichtig, ob sich der Fragesteller auf dem
> Holzweg befindet, und ich mit der Antwort nur auf dem Holzweg weiter
> helfe?
Ich versuche beides.
Kann ja sein, dass der Frager sich schon mit sowas auskennt und nur der 
letzte entscheidende Tipp fehlt. Oder er hat sich was aus fundiertem 
Halbwissen und YT Videos zusammenfabuliert und jetzt kurz vor dem Ziel 
nur noch ein letztes "kleines" Problem. Die generelle Tendenz zur 
zweiten Personengruppe ist eindeutig.

Der Zahn der Zeit schrieb:
> Aber so, wie Falk das pauschal als Unsinn tituliert, finde ich es
> weiterhin in vollem Umfang unangemessen.
Naja, manche haben eben eine direkte Art.
Aber der Vorschlag mit dem Akku wäre zumindest für ein Funktionsmodell 
und Vorversuche nicht ganz abwegig. Und vor Allem: unheimlich simpel.

> Der Tipp mit der LTM4676A-Info war gut und konstruktiv
Stichwort dazu allgemein: Point of Load POL Wandler
Dann findet man noch potentere Kandidaten:
http://www.elektroniknet.de/elektronik/power/digitale-gleichspannungswandler-fuer-40-a-und-132-w-114121.html
Aber auch die POL-Wandler bekommt ein Laie nicht auf Anhieb problemlos 
ans Laufen. Das Datenblatt mitsamt den Layout Recommendations sind da 
oberste Pflicht.

: Bearbeitet durch Moderator
von Falk B. (falk)


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@Der Zahn der Zeit (Gast)

>Das kann allerdings durchaus sein. Da bin ich immer im Zwiespalt:
>Beantworte ich eine konkrete Frage, oder frage ich erst einmal
>vorsichtig, ob sich der Fragesteller auf dem Holzweg befindet, und ich
>mit der Antwort nur auf dem Holzweg weiter helfe?

Sicher, in Normalfall wäre ein Hinweis auf die Netiquette das Mittel 
der Wahl.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquette#Klare_Beschreibung_des_Problems

Gilt für geschätzt 80% der Anfragen im Forum.

>Also so, wie du das formulierst, finde ich es ok und angemessen. Aber
>so, wie Falk das pauschal als Unsinn tituliert, finde ich es weiterhin
>in vollem Umfang unangemessen.

Da magst du recht haben, ist aber machmal halt so. Wenn der 
Unsinn-Detektor im gelb-roten Bereich liegt, wirds halt ab und an kurz 
und prägnant ;-)

> Denn es kann sehr gute Gründe geben, dass
>der Ansatz sinnvoll ist.

Kann sein, ist hier aber oft nicht so.

>Wenn es so ist, dann hätte er seine Situation genauer schildern sollen.
>Das passiert leider zu häufig nicht.

Eben, siehe oben.

>eine genau passend zugeschnittene Schaltung hätte, wäre die Gefahr groß,
>dass dem Fragesteller nicht klar ist, dass man 100 A nicht mit
>Klingeldraht, 3,5er Klinkenstecker und 1 mm Leiterbahnen machen
>sollte...

Wieder ein Grund mehr, daß der Unsinn-Detektor ausschlägt.

>Der Tipp mit der LTM4676A-Info war gut und konstruktiv. So sollte es
>sein.

Wenn wir immer nur konstruktiv wären, wäre das Leben oder zumindest das 
Forum langweilig. It's human nature!

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