Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Supercap 2,7V Frage zur Überspannung


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von E. H. (emax)


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Für ein paar 2.7V 360F Supercaps (China Ware) habe ich für kleines Geld 
gleich einen Satz OVP-Boards gekauft:

https://de.aliexpress.com/item/4000129603483.html

Da steht nun "2.5V 2.7V 2.85V 3V". Weil da aber auch steht: "Balanced 
Starting Voltage: 2.65V" war ich der Hoffnung, dass ich eine Version 
erhalte, die für 2.7V gut sei.

Nun habe ich mal Spannung drauf gegeben, und gesehen, dass die 
Kontroll-LED erst ab 2.802V an geht.

Hm.

Die Caps sollen nur als Puffer zur Entlastung eines Akkus bei (sehr) 
kurzen Spitzenströmen dienen. Die Gesamtbetriebszeiten werden kaum 
länger als eine Stunde sein. Dann landet der Kram wieder für einige 
Monate in der Ecke. Ja klar, das Thema ist Punktschweißen, aber hier 
gehts mir nur um die Caps.

Das Problem ist, dass sie in Serie geschaltet werden, mit den bekannten 
Schwierigkeiten. Einen Balancer bekommen sie jedenfalls auch spendiert, 
aber das verhindert ja keine Überspannung, deshalb die OVP Boards.

Nun Frage ich mich, ob die 2.7V Caps unter den genannten Bedingungen 
auch 2,8V mitmachen.

Verweise aufs Datenblatt gehen ins Leere: Das ist irgendein Chinaböller 
der "Marke" GDCPH. Sicher nur ein Handelsname, Datenblätter habe ich 
nicht gefunden.

You get what you pay for, ich weiß. Aber nur zum Experimentieren hole 
ich mir erst mal keine Maxwells ins Haus.


Also: Ist die Nennspannung in jedem Fall exakt einzuhalten?
Oder kann man die 2.8V riskieren?

von Patrick C. (pcrom)


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E. H. schrieb:
> Oder kann man die 2.8V riskieren?
Tsja, was kann passieren ? Einfach in ein explosions-sicheres gehause 
hinsetzen und versuchen.
Wahrscheinlich geht alles gut, vielleicht wird der cap schneller 
degradieren aber ist das wirklich ein Problem ?

Patrick

von E. H. (emax)


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Könnte ja sein, dass es da "übliche" Toleranzen gibt.

von Olaf (Gast)


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> Könnte ja sein, dass es da "übliche" Toleranzen gibt.

Nein, der Leckstrom geht nach oben und die Lebensdauer nach unten.

Es gab/gibt solche Kondensatoren mit 2.5, 2.6, 2.7V. Die Hersteller
tasten dich da immer an das maximale dessen ran das sie gerade 
verantworten koennen.

Und ihr seid doch auch nicht so bloed einen 6.3V Elko mit genau 6.3V zu 
benutzen oder? Wenn ihr wollt das die Teile lange halten dann sollte man 
etwas Abstand lassen und eher nur 2.5V nutzen.

Olaf

Beitrag #6616125 wurde vom Autor gelöscht.
von E. H. (emax)


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Für den Dauerbetrieb stimme ich Dir ja völlig zu.

Ich suche halt nach dem "worst case", der dann wie oben beschrieben auch 
nur kurzzeitig vorhanden sein sollte.

Ich habe eben mal bei den Maxwell Equivalenten nachgesehen.

Vrated = 2.7V
Vsurge = 2.85V

Wäre ja schon, wenn das was "Übliches" ist. Die Hoffnung stirbt zuletzt.

: Bearbeitet durch User
von E. H. (emax)


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Also ich hab noch mal gesucht - und gefunden. Es gibt auch OVP Boards 
mit ausschließlich 2.7V Grenzspannung. Die sind bestellt, und ich 
hoffe, dass diese vernünftig arbeiten.

von Dieter (Gast)


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Einfach mit weissen LED balancen auf 2.45V und dann passt es.

von E. H. (emax)


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Interessanter Tipp, ist mir eine völlig unbekannte Methode.

Wie werden die denn angeschlossen?

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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E. H. schrieb:
> Wie werden die denn angeschlossen?

Analog zur Figure 3 einfach parallel:
https://passive-components.eu/evaluation-of-active-balancing-circuits-for-supercapacitors/

Aber dann auch noch eine günstige Schottky-Diode parallel schalten, 
damit nicht bei Entladung ein Cap (der durch Alterung zu viel Kapazität 
verlor) über 0,5V umgeladen werden kann in die falsche Richtung.

Wenn alle leicht leuchten sind die Kondensatoren voll. Das ist auch eine 
gute Kontrolle zu sehen ab wann die Kapazitätswerte und 
Selbstentladungen zu driften anfangen.

von E. H. (emax)


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Danke für den Link und den Tipp.

Die Schottky-Dioden (ich bin ein echter Analog-Agnostiker) parallel zur 
LED verstehe ich. Aber in der gleichen Durchlassrichtung? Sonst wäre es 
ja ein Kurzschluss über dem Kondensator? Andersrum würde aber die LED 
überbrückt? Ich begreife das Konzept einfach nicht.

Ich habe bei einer 1N5818 eine Flussspannung von 0.55V gefunden, wäre 
die geeignet?


Sorry für die Amateurfragen, ich hab nur Grundkenntnisse in 
Digitalsachen, aber analog taste ich mich eher vorwärts, da hab ich es 
einfach nicht drauf.

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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E. H. schrieb:
> Aber in der gleichen Durchlassrichtung?

Natürlich in Sperrichtung.

An 20 weiße LED zu 1 Euro kann man kommen, wenn man so eine billige 1 
Euro Lichterkette (zB vom TEDI, CODY, usw.) für zwei bis drei AA oder 
AAA Zellen mit einem Vorwiderstand für alle parallelgeschalteten LED 
auseinandernimmt. Mußt aber wissen, das mit diesen schwachen LED Du nur 
mit maximal 5mA ausgleichen kannst.

Bei 300F sind rund, da Farad für Amper-Sekunden steht, über 300 Sekunden 
(über 5 Minuten warten) laden mit 1A. Mehr kann das verlinkte Modul von 
Dir nicht ab. Mit den kleinen LED wartest Du die zweihunderfache Zeit.

Zur 1N5818, es kommt darauf an. Wenn Du aus den Elkos nur Teilladungen 
verbrauchst, dann ist diese nur da im Falle der Entladung nach dem 
Betrieb Inversespannung zu begrenzen.

Wenn Du diese bis leer pulst, muss diese den Nennimpulsstrom Deiner 
Anwendung vertragen.

: Bearbeitet durch User
von Nils (Gast)


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Ich würde mal schwer davon ausgehen, das es auf der Platine irgendwo 
einen Spannungsteiler zwischen + und - gibt, der die Vergleichsspannung 
für die Abschaltung definiert.

Viel ist auf der Platine ja nicht drauf. Es sollte möglich sein mit 
Speisung aus einem Labornetzteil diesen Spannungsteiler zu finden. Dann 
kannst Du ihn so anpassen, das er für Dich passt.

Für ein "One Off" ist das sicher machbar.

von E. H. (emax)


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Danke Euch nochmals, das hilft mir weiter.

Das mit dem Widerstand bzw. Spannungsteiler auf der Platine hatte ich 
auch schon überlegt, und vielleicht mache ich das auch. Ich kann ja nur 
dazu lernen, und das Risiko ist gering.

Nachdem ich mich eben mal ein wenig mit Zenerdioden befasst habe, frage 
ich mich, ob es nicht am Einfachsten wäre, einfach eine dicke 2.7V 
Zenerdiode über den Kondensator zu legen? Angemessene thermische 
Maßnahmen vorausgesetzt würde die doch einfach alles verbraten, was über 
2.7V liegt?

Weil das aber offenkundig niemand hier so machen würde, vermute ich mal, 
dass das eben nicht so "einfach" ist.

Welche Hemmnisse stünden der Idee entgegen?

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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E. H. schrieb:
> Welche Hemmnisse stünden der Idee entgegen?

Kann man auch mit ZD machen. Das Beispiel mit ZD enthielt auch der Link 
von mir. Kauf Dir in dem Falle rund 20% Stück mehr, als Du brauchst und 
selektiere die am meisten abweichenden ZD aus.

Parallel dazu über jeweils einen Vorwiderstand von 1k eine weiße LED mit 
2,45V und eine rote mit 1,6V angeschlossen macht da schon etwas her. 
Nett ist vor allem wie lange das nach dem Betrieb noch vor sich 
hinleuchtet.

von E. H. (emax)


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Besten Dank.

Wenn die neu bestellten OVP Boards nicht tun, was sie sollen, probiere 
ich das mal aus.

von Olaf (Gast)


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> Nachdem ich mich eben mal ein wenig mit Zenerdioden befasst habe, frage
> ich mich, ob es nicht am Einfachsten wäre, einfach eine dicke 2.7V

Dann befass dich doch mal mit Genauigkeit und Steilheit von so einer 
Diode...

Olaf

von Axel R. (axlr)


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E. H. schrieb:
> einfach eine dicke 2.7V
> Zenerdiode über den Kondensator zu legen? Angemessene thermische
> Maßnahmen vorausgesetzt würde die doch einfach alles verbraten, was über
> 2.7V liegt?

die ist von der Kennlinie viel "weich"
Edit: zu Weich

: Bearbeitet durch User
von Olaf (Gast)


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Der groesste Gummibaerchenhandel Deutschlands hat keine Muehen
gescheut dich zu erleuchten:

https://www.youtube.com/watch?v=5cPcy9kp-Pw

Olaf

von E. H. (emax)


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Ok,

> viel zu weich

also doch ein Haken. Danke für die Aufklärung.

Wenn man mit der Zenerspannung niedrig genug bleibt, würde das ja 
trotzdem gehen. Mit den entsprechenden Verlusten auch bei der dann noch 
zur Verfügung stehenden Kapazität.

Das Würth Dingen seh ich mir noch an. Also die handeln nicht nur mit 
Gummibärchen. Ich bin da immer wieder überrascht, wo die sich überall 
tummeln. Die können eigentlich alles. Außer Hochdeutsch, natürlich.


Mich hat das Thema mit dem Überspannungsschutz neugierig gemacht. Auch 
wenn die anderen China-Dinger funktionieren, nehme ich mir vielleicht 
mal die Zeit, mit Zenerdioden oder auch mit dem TL431 rum zu spielen.

von noreply@noreply.com (Gast)


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#Servicetweet:

Habe gerade 3000F in der "Kur". 2 Ampere 80 Minuten reingejagt von 0 bis 
2,4 Volt. Jetzt kommt die Kür. ;-) Sollte man beim "Balancen" beachten. 
;-)

von Falk B. (falk)


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E. H. schrieb:
> Wenn man mit der Zenerspannung niedrig genug bleibt, würde das ja
> trotzdem gehen. Mit den entsprechenden Verlusten auch bei der dann noch
> zur Verfügung stehenden Kapazität.

Mach es richtig und nimm einen aktiven Balancer. Kostet nicht viel.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Diode#Siehe_auch

von E. H. (emax)


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> Mach es richtig und nimm einen aktiven Balancer.

Das mache ich. So oder so.

Das hilft aber nicht gegen Überspannungen.

von Falk B. (falk)


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E. H. schrieb:
>> Mach es richtig und nimm einen aktiven Balancer.
>
> Das mache ich. So oder so.
>
> Das hilft aber nicht gegen Überspannungen.

Aber sicher, denn der wirkt ja wie eine Z-Diode. Ok, einen Blitzschlag 
oder Anschluß von 230VAC hält er nicht aus.

von Kympossible (Gast)



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Moin,

ich hab mal probiert meine 5 St. 35F Caps in Reihe einmal mit SKD 2,7V 
zu balancen und danach mit 10mm weissen LED´s. Die Ergebnisse im 
Diagramm sind eindeutig und somit sind die Schottkys gleich in den Müll 
gewandert. Die LEDs fangen ab etwa 12V (also 2,4V je Cap) langsam an zu 
leuchten. Bei 13,5V /2,7jeCap liegen die bei ca. 1mA Stromaufnahme und 
leuchten sichtbar...tagelang :)

Wer recht schnelle Zyklen (min...<1h) hat und daher schneller balancen 
will kann auch die SKD2,7V nehmen, über 2,4V verbrät man aber 
signifikant Leistung.

Gruß

Kym

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