Hallo zusammen,
ich habe folgendes Problem: Wir haben eine Netzteil mit 12V DC welches
in der Lage ist 1A zu liefen. Dazu ein Verbraucher auch 12V DC, der im
normal Betrieb zwischen 500 und 800mA zieht. In der Startphase (Die
ersten 1-2 Sekunden) zieht der Verbraucher 3A. Die Spannung bricht ein
und der Verbrauch geht in einen Fehlermodus.
Natürlich könnte man sich jetzt einfach ein Netzteil mit 3-4A besorgen,
was leider nicht so einfach ist weil das alles schon verbaut ist. Ein
neues Netzteil ist nur die allerletzte Option. Deshalb würde mich
einfach mal interessieren, ob und wie man das ganze noch lösen könnte.
Mir schwebt vor einfach ein Kondensator parallel zu schalten, der den
als Buffer fungiert. Allerdings hab ich keine Ahnung wie man die
Kapazität berechnet. Folgende Rechnung ist mir dazu eingefallen:
1
E=1/2*C*U^2 und E=P*t
2
3
1/2*C*U^2=P*t |P=U*I
4
1/2*C*U^2=U*I*t |*2
5
C*U^2=2*U*I*t |/U^2
6
C=(2*U*I*t)/(U/2) |Kürzen
7
C=(2I*t)/(U)
8
9
Würde ergeben: C=(2*3A*2s)/12V= 1F
Allerdings nimmt die Spannung eines Kondensators ja auch bei der
Entladung ab, daher denke ich das die Rechnung wenig Sinn ergibt. Weiß
jemand wie man sowas berechnet. Oder macht es überhaupt keinen Sinn
einen Kondensator zu nehmen? Wie könnte man das Problem noch lösen? Gibt
es eine andere sinnvolle Schaltung die kurzzeitig einen höheren Strom
liefern kann.
Vielen Dank
Tim
Gäbe es für dich eine Möglichkeit, zuerst den Kondensator aufladen zu
lassen, und danach die Spannung per Relais, Transistor etc weiter zu
schalten? Somit könntest du warten bis der Pufferkondensator geladen ist
damit die Schaltung richtig läuft.
Thomas schrieb:> Gäbe es für dich eine Möglichkeit, zuerst den Kondensator aufladen zu> lassen, und danach die Spannung per Relais, Transistor etc weiter zu> schalten? Somit könntest du warten bis der Pufferkondensator geladen ist> damit die Schaltung richtig läuft.
Ja die gibt es.
Hallo Tim,
Erste Möglichkeit wären mehrere PolymerElko's oder Os-Con Kondensatoren.
Schal mal bei Farnell nach. Oder bei Mouser. Diese haben einen sehr
geringen ESR.
Hier würde ich vieleicht mehrere 1000 uF 16 V paralell betreiben.
Oder
einen PB Acku mit 7 Ah mit Ladeüberwachung.
Thomas S. schrieb:> Erste Möglichkeit wären mehrere PolymerElko's oder Os-Con Kondensatoren.> Schal mal bei Farnell nach. Oder bei Mouser. Diese haben einen sehr> geringen ESR.
Der ESR ist sicher nicht das Problem.
> Hier würde ich vieleicht mehrere 1000 uF 16 V paralell betreiben.
So ein paar tausend halt....
@ Hinz
Meinst Du nicht, dass hier so geschätzt 10000 uF reichen würden? Es
bricht die Spannung zwar ein, aber ich könnte mir vorstellen, dass 10000
uF, also 10 stk. Os-Con reichen könnten, sodas diese nicht mehr so
heftig einbricht.
Bei einem Notebook macht man das ja auch bei der Core-Spannung.
Wäre doch ein Versuch wert ?
Oder eben PB - Akku Variante
Tim schrieb:> Mir schwebt vor einfach ein Kondensator parallel zu schalten, der den> als Buffer fungiert.
Das ist grundsätzlich richtig.
> Allerdings hab ich keine Ahnung wie man die Kapazität berechnet.
Das ist eigentlich recht einfach, wenn man die Einheit "Amperesekunden
pro Volt" für die Kapazität kennt. Für Deinen Fall heisst das, das
um die Spannung nur 1V absinken zu lassen, brauchst Du 2 Ampere mal
2 Sekunden durch 1 Volt gleich 4Farad. Eine derart hohe Kapazität
lässt sich eigentlich nur mit sog. Doppelschichtkondensatoren
darstellen. Bleibt noch die Frage, wie Du diesen Kondensator vor
Beginn der Startphase auflädst.
mostefan schrieb:> 12V Bleiakku könnte helfen.> Einfach Parallel anhängen.Thomas S. schrieb:> Oder> einen PB Acku mit 7 Ah mit Ladeüberwachung.
Akku ist halt wieder mit Ladecontoller und so, relativ aufwendig. Obwohl
LiPo 4S oder so natürlich auch in Frage kämen.
hinz schrieb:>> Hier würde ich vieleicht mehrere 1000 uF 16 V paralell betreiben.>> So ein paar tausend halt....
Naja gibt ja auch 1F oder so, hat dann zwar nur 5,5V aber die könnte man
ja in Reihe schalten. Die Frage die sich mir immer noch stellt ist, wie
viele Kapazität man bräuchte. Könnte man natürlich ausprobieren, aber
mich würde es selbst einfach mal interessieren wie man das berechnet.
Tim
Tim schrieb:> In der Startphase (Die> ersten 1-2 Sekunden) zieht der Verbraucher 3A. Die Spannung bricht ein> und der Verbrauch geht in einen Fehlermodus.
eventuell hilft eine Einschaltstrombegrenzung. Wenn der Verbraucher
versucht mehr als 1A aus dem Netzteil zu ziehen könnte dieses komplett
abschalten (nur sehr wenige Netzteile haben eine Art CC Ausgang). ein
Foldback Limit würde den Ausgang bei Überlast sehr weit abregeln, das
würde den beschriebenen Fehler erzeugen.
Ein Lastwidestand von ca. 5-10 Ohm, der nach dem Anschalten überbrückt
wird könnte helfen.
Mehrere Farad wird das Netzteil auch nicht ohne Probleme direkt laden,
da würden viel mehr als die 3A fließen. also muss Anfangs mindestens ein
Widerstand in Reihe geschaltet werden, sonst geht das Netzteil in
Begrenzung (und mit foldback verlängert sich die Ladezeit dann extrem).
Selbst wenn die Spannung nur um 1V Einbricht dank der Kondensatoren,
wird ein Netzteil mit Foldback dabei auch wieder in Begrenzung gehen,
und um sich zu erholen muss es dann sowohl den Verbraucher versorgen als
auch die Caps wieder laden. je nachdem wie oft/schnell es Versucht aus
die Leistung wieder hochzuregeln kann es in einer Dauerschleife
festhängen, bei der das Netzteil mit Laden/Versorgen nicht
hinterherkommt und niemals die 12V erreicht.
Was für ein Verbraucher ist das denn? und was für ein Netzteil?
Tim schrieb:> Könnte man natürlich ausprobieren, aber> mich würde es selbst einfach mal interessieren wie man das berechnet.
erlauberter Spannungsabfall U in VOlt
Zeit t in Sekunden
Strom in I in Ampere (als konstant angenommen)
ergibt Kapazität C in F
C = Q/U = I*t / U, fertig
Tim schrieb:> Naja gibt ja auch 1F oder so, hat dann zwar nur 5,5V aber die könnte man> ja in Reihe schalten.
wenn du die in Reihe schaltest wird die Kapazizät kleiner, bei 3 Stück
für 12V maximal hast du dann nur noch 1/3F.
Wenn dein Netzteil Foldback Limit hat, hilft auch kein cap im 1F
Bereich.
das Netzteil schaltet dann nämlich bei zu viel Strom fast komplett ab,
dann hast du zwar nach den 1-2 Sekunden noch 5V5 am Cap aber das
Netzteil ist quasi aus, den Rest hatte ich bereits geschrieben.
Tim schrieb:> 1F>> Allerdings nimmt die Spannung eines Kondensators ja auch bei der> Entladung ab,
Richtig, er müsste also noch viel grösser sein.
Du siehst: Kondensatoren sind nicht nur keine Lösung, sondern brauchen
selbst ja am Anfang auch viel Strom um erst mal aufgeladen zu werden,
verschlimmern als das Problem noch.
Kauf dir ein 3A Netzteil.
Denn das Vorhandene könnte vielleicht 3A kurzfristig liefern ohne in der
Spannung zu weit einzubrechen, wenn es einen Eisentrafo und einen
Spannungsregler auf Kühlkörper hat, denn dann wäre es thermisch
limitiert und die Wärmeträgheit wird länger als 2s sein, aber erstens
wäre ein Umbau auf eine 'kurze erlaubte Überlastung' wohl nicht
vorgesehen, und zweitens ist es möglicherweise schon ein Schaltnetzteil,
welches nicht überlastbar ist.
Thomas S. schrieb:> Meinst Du nicht, dass hier so geschätzt 10000 uF reichen würden?
Nein, die reichen nach der Beschreibung des TE nicht mal annährend.
Im Prinzip hat es der TO selber schon vollkommen richtig erkannt: Dass
die ganzen Kapazitätsrechnungen für die Katz sind. Vielmehr müsste eine
USV Elektronik dafür sorgen, dass die Ladung in der Weise abgegeben
wird, dass die Versorgungsspannung des Verbrauchers halbwegs konstant
bleibt.
Der Aufwand dafür übersteigt natürlich alles Sinnvolle.
Genauso alles was mit Akkus zu tun hat.
Effektiv bleiben also zwei sinnvolle Lösungen:
Entweder ein genügend starkes Netzteil oder den so genannten Verbraucher
so konstruieren, dass er nicht schon bei langsamerem Anstieg der
Versorgungsspannung in den Fehlermodus geht.
Variante Zwei wird wie üblich nicht möglich sein, also bleibt nur ein
stärkeres Netzteil.
Tim schrieb:> In der Startphase (Die ersten 1-2 Sekunden) zieht der Verbraucher 3A.
Wie hast Du das gemessen? Mit einem DMM? Vielleicht zieht der
Verbraucher auch deutlich mehr wie 3A und das DMM kann es nur nicht
korrekt anzeigen.
hinz schrieb:> Was zieht denn da so viel Strom?
Die Frage ist noch unbeantwortet.
Thomas S. schrieb:> Oder einen PB Acku mit 7 Ah mit Ladeüberwachung.
Wieso 7Ah für wenige Sekunden Überbrückung? Abgesehen davon ist der
Aufwand viel zu groß. Das Geld könnte zudem lieber direkt in ein
passendes NT investiert werden.
Willi S. schrieb:> Effektiv bleiben also zwei sinnvolle Lösungen:> Entweder ein genügend starkes Netzteil oder den so genannten Verbraucher> so konstruieren, dass er nicht schon bei langsamerem Anstieg der> Versorgungsspannung in den Fehlermodus geht.>> Variante Zwei wird wie üblich nicht möglich sein, also bleibt nur ein> stärkeres Netzteil.
falls das Netzteil ein Foldback Limit hat (und dann die Leistung beim
Start durch Überstrom sehr stark zurückdreht) sehe ich noch die
Möglichkeit einen WIderstand als Einschaltbegrenzung zu verwenden (und
dann per Relais/Mosfet zu überbrücken).
Ansonsten hast du Recht, nur ein 3A netzteil hilft effektiv und einfach.
aber um noch was intelligentes zu anderen Möglichkeiten zu sagen fehlen
Informationen zu Last und Netzteil.
K. S. schrieb:> falls das Netzteil ein Foldback Limit hat (und dann die Leistung beim> Start durch Überstrom sehr stark zurückdreht) sehe ich noch die> Möglichkeit einen WIderstand als Einschaltbegrenzung zu verwenden (und> dann per Relais/Mosfet zu überbrücken).
Einschaltstrombegrenzungen welcher Art auch immer, gehen eben NICHT.
Denn genau das ist doch das Problem: Der Verbraucher kriegt
Unterspannung und geht bis auf weiteres in den Fehlermodus.
> Ansonsten hast du Recht, nur ein 3A netzteil hilft effektiv und einfach.> aber um noch was intelligentes zu anderen Möglichkeiten zu sagen fehlen> Informationen zu Last und Netzteil.
Richtig!
Einige Ideen gäbe es noch, aber dazu müssen wir wissen, welches Netzteil
das ist und was sich so ungefähr hinter dem "Verbraucher" verbirgt.
Harald W. schrieb:> Eine derart hohe Kapazität> lässt sich eigentlich nur mit sog. Doppelschichtkondensatoren> darstellen.
Gibt es Doppelschichtkondensatoren für 12 V?
GEKU schrieb:> Gibt es Doppelschichtkondensatoren für 12 V?
Aber sicher doch, und auch mit dem nötigen kleinen ESR und ausreichender
Kapazität. Man sollte aber einen dicken Geldbeutel haben...
Hilfreich wäre einiges über den Netzteil zu wissen.
Die einige sinnvolle Lösung wäre den Netzteil für die paar Sekunden zu
überlasten. Thermisch wird das sicher kein Problem sein. Hängt aber von
der Technologie des Netzteils ab. Trafo Netzteil oder Schaltnetzteil?
Stabilisierung und Strom Begrenzung?
Thomas S. schrieb:> Oder einen PB Acku mit 7 Ah mit Ladeüberwachung.
Was willst du da überwachen?
Bei 12V ist der weit entfernt von seine Ladeschlussspannung.
Tim schrieb:> In der Startphase (Die> ersten 1-2 Sekunden) zieht der Verbraucher 3A. Die Spannung bricht ein> und der Verbrauch geht in einen Fehlermodus.
Um irgendetwas bzgl. Stützkondensator rechnen zu können, müsste man
wissen, wie weit die Spannung zusammenbrechen darf, ohne dass der
Verbrauch in einen Fehlermodus geht.
@Autor: Wolfgang (Gast)
> Was willst du da überwachen?> Bei 12V ist der weit entfernt von seine Ladeschlussspannung.
Ich weiß, das die Ladeschlussspannung 13,8 V ist, bzw ein Ladegerät auf
max. diese 13,8 V regelt, und damit den Strom entsprechend anpasst.
Aber gesetzt den Fall, der Akku würde Schaden erleiden (eine Zelle fällt
aus), dann würde zumindest die passende Elektronik hier abschalten, so
meine Vorstellung.
GEKU schrieb:>> Eine derart hohe Kapazität>> lässt sich eigentlich nur mit sog. Doppelschichtkondensatoren>> darstellen.>> Gibt es Doppelschichtkondensatoren für 12 V?
Ja, sie bestehen dann intern aus mehreren Cs in Reihe (plus
möglicherweise einer Balancingschaltung).
GEKU schrieb:> kostengünstigste und sicherste Lösung ist ein neuer Netzteil.
Die wichtigen Fragen nach Art/Typus von Netzteil und Verbraucher
(sowie der UVLO-Spannung des letzteren) blieben ja unbeantwortet -
insofern ist dieser Ratschlag sogar fast schon alternativlos.
Seltsam - wo er doch zuerst so interessiert daran schien, ohne
den Komplett-Ersatz einer schon verbauten Komponente auszukommen.
Willi S. schrieb:> Experimentiell würde es nicht viel kosten und vielleicht> genügen 10-30mF schon.
Ueberschlage das mal. Es geht nichtestens um Glaettung.
Willi S. schrieb:> Experimentiell würde es nicht viel kosten und vielleicht genügen> 10-30mF schon.
Praktisch fließen beim Einschalten des NT kurzzeitig zusätzliche 120mA
um den Kondensator aufzuladen. Die Schaltung macht also genau das
Gegenteil von dem was sie eigentlich bezwecken soll. Die Kapazität wäre
auch zu gering, wobei:
Wolfgang schrieb:> Um irgendetwas bzgl. Stützkondensator rechnen zu können, müsste man> wissen, wie weit die Spannung zusammenbrechen darf, ohne dass der> Verbrauch in einen Fehlermodus geht.Thomas S. schrieb:> @Autor: Wolfgang (Gast)>> Was willst du da überwachen?>> Bei 12V ist der weit entfernt von seine Ladeschlussspannung.>> Ich weiß, das die Ladeschlussspannung 13,8 V ist, bzw ein Ladegerät auf> max. diese 13,8 V regelt, und damit den Strom entsprechend anpasst.
Die Ladeschlussspanng beträgt bei Bleigel-Akkus i.d.R. 14,4 Volt.
13,8 Volt ist die Ladeerhaltungsspannung.
Thomas S. schrieb:> Aber gesetzt den Fall, der Akku würde Schaden erleiden (eine Zelle fällt> aus), dann würde zumindest die passende Elektronik hier abschalten, so> meine Vorstellung.
Sollte eine Zelle einen Schluss haben würde ein angeschlossenes
Ladegerät versuchen die verbleibenden 5 Zellen auf 14,4V bzw. 13,8V
aufzuladen. Dann fängt der Akku an zu gasen.
Da scheint es grundsätzlich verschiedene Ansichten zu geben, ob das
Netzteil eingeschaltet oder der Verbraucher zugeschaltet wird.
Oh Gott, wirf Hirn herunter...
Ich behaupte, dass eine Spannung nicht "einbrechen" kann, die gar nicht
da ist. Kapiert ?
@Autor: Jörg R. (solar77)
> Die Ladeschlussspanng beträgt bei Bleigel-Akkus i.d.R. 14,4 Volt.> 13,8 Volt ist die Ladeerhaltungsspannung.
Also mal ganz ehrlich, mein Akkulader läd auf genau 13,8 V. Wird der
Akku voll, so sinkt der Ladestrom. Und das tut der Lader runter bis auf
50 mA beim einen, und ca. 20 mA beim anderen (Akkumaster C2)
Aber 14,4 V hatte ich noch nie gesehen. Zumindest nicht bei meinen
'kleinen' bis 20 Ah Lader.
Aber zum Thema zurück...
Das idealste wäre ein vernünftiges NT für den Zweck, aber testen würde
ich das Ganze mit den von mir vorgeschlagenen Kondis , sagen wir 5 - 10
Stk. Os-con mit je 1000 uF.
Testen, und dann wissen wir mehr. Vieleicht mit Oszi, damit man sieht,
was los isr.
Hoffe ich hab alles richtig geschrieben.
Thomas S. schrieb:> sagen wir 5 - 10 Stk. Os-con mit je 1000 uF.>> Testen, und dann wissen wir mehr.
Etwas, was man problemlos im Kopf ausrechnen kann, muss man weder
Testen noch simulieren. Deine 5...10 mF reichen nur zur Überbrük-
kung von wenigen ms.
Und weil alles theoretisch im Kopf und auf dem Blatt Papier gemacht
wird, wird auch der BER niemals fertig.
Theorie ist das Eine, in der Praxis kommen die Fakten auf den Tisch.
Harald W. schrieb:> Thomas S. schrieb:>>> sagen wir 5 - 10 Stk. Os-con mit je 1000 uF.>>>> Testen, und dann wissen wir mehr.>> Etwas, was man problemlos im Kopf ausrechnen kann, muss man weder> Testen noch simulieren. Deine 5...10 mF reichen nur zur Überbrük-> kung von wenigen ms.
Schlussfolgerungen vor Kenntnis der Messbedingungen sind sinnfrei.
Schon alleine die Angabe des TO mit 1-2 Sekunden scheint eher der reinen
Fantasie als irgendeiner nachvollziehbaren Messung zu entspringen.
So, es reicht jetzt.
Wenn der TO noch ein Interesse hätte, dann würde er die Fragen
aufklären.
Thomas S. schrieb:> Ich weiß nicht wer hier Willi mit Minuspunkten bewertet.>> Aber gestattet mir --- ich stimme Willi zu.
Du willst uns damit sagen, das Du auch nicht rechnen kannst?
Tim schrieb:> ich habe folgendes Problem:
Tim, wie sieht es aus? Kommen noch Antworten/Informationen von Dir? Es
gibt genügend unbeantwortete Fragen. Oder hat sich der Thread erledigt?
Hallo
es ist zum ko... !
Muss denn jeder irgendwie interessante Beitrag von bösartigen Mobbern
kaputt gemacht werden.
Leute ihr habt hier Menschen gegenüber und nicht eine automatische
Textausgabe, geht doch bitte vernünftig miteinander um.
Mich wundert es nicht das der TO sich nicht mehr meldet, nebenbei gibt
es auch keinerlei Pflicht dazu, eventuell hast er einen für ihn
gangbaren Weg schon gefunden?!
Ist euch überheblichen Mobbern(und das würde ich denen auf die es passt
auch ins Gesicht sagen) eigentlich klar das euer technisches Wissen
nicht automatisch auch das von allen anderen ist?!
Geduldig und freundlich (!) erklären ist ein muss in einen Forum, auch
wenn der TO sich nicht meldet - denn ein Forum dient nicht nur den
jeweiligen TO zu Beantwortung von Fragen.
Warum ist wohl zumindest das lesen denn in jeden vernünftigen Forum für
jedermann ohne jegliche Anmeldung möglich, warum ist im speziellen
Bereich der Fragen zur angewandten E- und µC Technik im
deutschsprachigen Umfeld das Forum hier oft schon in den ersten Google
Treffern vertreten?
Hennes
hinz schrieb:> Der ESR ist sicher nicht das Problem.
Bei 2A will man sicher keinen ESR von mehreren Ohm haben. Und d
a liegt man bei manchen Doppelschicht Kondensatoren, wenn man nicht
aufpasst.
Wolfgang schrieb:> hinz schrieb:>> Der ESR ist sicher nicht das Problem.>> Bei 2A will man sicher keinen ESR von mehreren Ohm haben. Und d> a liegt man bei manchen Doppelschicht Kondensatoren, wenn man nicht> aufpasst.
Hast du ja prima sinnentstellend zitiert. Es ging um 08/15 Elkos vs
Polymerelkos, nicht um klassische Doppelschichtkondensatoren.
Tim schrieb:> Dazu ein Verbraucher auch 12V DC, der im> normal Betrieb zwischen 500 und 800mA zieht. In der Startphase (Die> ersten 1-2 Sekunden) zieht der Verbraucher 3A. Die Spannung bricht ein> und der Verbrauch geht in einen Fehlermodus.
Das gleiche Problem hatte ich auch kürzlich, aber mit 24V.
Nur weil die Geräteentwickler Vollidioten sind, mußte ich dann auch ein
75W Netzteil kaufen für einen Verbraucher von nichtmal 10W.
Mit dem Oszi ließ sich schön die 3A Einschaltspitze messen.
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