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Hallo alle zusammen!
Ich habe da ein paar Fragen an euch. Ich habe eine Batterie die im Normalfall 12V abgibt. An ihr hängen mehrere Lasten. Eine dieser Lasten benötigt mindestens 10.5V, damit sie funktioniert.

Bedignt durch die anderen Lasten kommt es hin und wieder zu einer kurzzeitigen Spannungsschwankung um 2-2,5V. Dies führt dazu, dass die oben beschriebene Last nicht mehr richtig funktioniert.

Meine Idee war nun jene, 3 Goldcaps (5,5V / 1F) in Reihe zu schalten, davor mit einer Diode, damit auch nur die eine Last im System von den Goldcaps profitiert, um die kurzfristigen Spannungsschwankungen auszugleichen.

So hatte ich mir das vorgestellt:



Meine Fragen an euch:

1.: Kann ich das so machen, sprich reicht es 3 Goldcaps in Reihe zu schalten (Uges wäre dann ja 16,5V) oder müssen da noch Widerstände zwischen, damit der erste Goldcap nicht durchschmiert, weil er doch noch probiert die vollen 12V zu laden?

2.: Brauche ich bei Goldcaps einen Ladewiderstand?

3.: Wenn ja - wie genau ist das mit dem Ladewiderstand? Wie groß müsste der sein, er hänt ja vond er Ladezeit ab. Sprich wie klein muss die Ladezeit minimal sein.

4.: Wenn 2.: mit ja beantwortet - Der Ladewiderstand müsste ja nach dem ersten Laden wieder raus. Wie viel Zeit habe ich, bevor sich die Goldcap Reihe wieder von alleine entlädt?


Ich hoffe ihr konntet mir folgen...

Liebe Grüße,
Raffi

» An ihr hängen mehrere Lasten. Eine dieser Lasten
» benötigt mindestens 10.5V, damit sie funktioniert.

Welchen Strom zieht die Last?

Goldcaps haben einen relativ hohen Innenwiderstand, d.h. sie können keine hohen Impulsströme liefern. Zum überbrücken bei geringen Stromaufnahmen sind sie jedoch recht gut geeignet.

Allerdings sind sie relativ überspannungsempfindlich, was bei einem Einsatz im Automobilbereich (oder wo steht Deine Batterie?) ein deutlicher Nachteil ist. Wenn möglich würde ich in dem Bereich normale Elkos vorziehen. Das hängt aber auch von den noch fehlenden Informationen zu Deiner Last ab. (Zu überbrückenden Zeit und Stromaufnahme)

Zur Überbrückungsdauer:

delta Q = C * delta U
Q = i * t
somit
t = C * delta U / i

Bei 1/3 F und einem zulässigen Spannungsunterschied von 11,3 V - 10,5 V = 0,8 V kannst Du z.B. 10 mA für fast eine halbe Minute ziehen oder aber 100 mA für etwas über 2 Sekunden.

Wenn die zu überbrückenden Zeiten deutlich kleiner sind (ms Bereich) oder der Strom deutlich größer (A Bereich) würde ich auf jeden Fall lieber auf normale Elkos setzen. Auch die sind hinsichtlich der Spannungsfestigkeit großzügig zu dimensionieren.

Gruß
Torsten

» » An ihr hängen mehrere Lasten. Eine dieser Lasten
» » benötigt mindestens 10.5V, damit sie funktioniert.
»
» Welchen Strom zieht die Last?
»

Kann ich nicht genau sagen. Es handelt sich um mein Autoradio. Ich ziehe es nachher mal aus der Mittelkonsole und messe es durch.

» Einsatz im Automobilbereich (oder wo steht Deine Batterie?)

Richtig.


Und wie genau sieht das jetzt mit den Widerständen aus?

viele Grüße,
Raffi

» » Welchen Strom zieht die Last?
» Kann ich nicht genau sagen. Es handelt sich um mein Autoradio.

Ohne diese Information kann man aber nix zur Lösung sagen.
Willst du die Versorgung des kompletten Autoradios auf diese Weise puffern, geht das vermutlich nicht bzw auf keinen Fall mit Goldcaps.

Warum beschreibst du nicht gleich am Anfang dein Problem? (Punkt 2 der "7 Tipps für Anfänger" - schon mal gelesen? )
Lass mich raten: Beim Starten geht das Radio aus und sämtliche Sender-Voreinstellungen sind danach weg?
In dem Falle solltest du beim Radio die Leitung für Dauerplus / Speichererhalt suchen und nur die puffern.

Beim Radio-Einbau sämtliche Leitungen an Dauerplus zusammengerödelt, damit das Radio auch bei ausgeschaltetem Motor und Runterklappen der Liegesitze noch funktioniert? Dann versteh ich auch, dann beim Wegfahren die Batteriespannung in die Knie geht. War keine gute Idee mit dem alles zusammenrödeln. Speichererhalt-Leitung suchen und einzeln puffern.

Sollte es nur darum gehen, dass beim Starten das Radio kurz ausgeht: das ist eigentlich normal, da beim Starten alle unnötigen Verbraucher abgeschaltet werden.
Stimmt nach dem Startvorgang der eingestellte Sender nicht mehr - dann würde ich den per Hand wieder neu einstellen.

Ansonsten wäre das Problem vermutlich auf einfache Weise zu lösen: Alle 2 Jahre ne neue Batterie. Da bricht dann die Spannung nicht so tief ein.
Und nicht so ein Billig-Autoradio, das bei Spannungseinbrüchen gleich den ganzen Speicherinhalt verliert. Bzw sauber anschließen an Klemme 15 und 30 wie vorgesehen.

Zu beachten: durh die Diode hast du dauerhaft 0,7..0,9V (je nach Last) weniger Spannung am Radio. Vorzugsweise eine Schottkidiode nehmen, da ist der Spannungsabfall geringer.

Und die Diode muss natürlich den Strom aushalten.

» Und wie genau sieht das jetzt mit den Widerständen aus?

welche Widerstände?

hws

Hallo,
Wie Torsten schon sagte, sind Goldcaps da möglicherweise nicht geeignet (im KFZ-Netz können Transienten bis zu 100V auftreten!!) Aislo auf jeden Fall zumindest einen Überspannungsschutz parallel zu den Elkos (KFZ-Varistor (VDR)). Als Diode wäre eine Schottky-Diode Empfehlenswert, max. Strom beachten, wichtig ist auch eine Sicherung (auch wegen des VDR).
Grüsse
Hartwig

Erstmal vielen Dank für die Antwort.
Also mein Radio verliert keine gespeicherten Daten und es ist auch kein Billigradio. (Es handelt sich um da Pioneer AVH P 3100.)
Mein Auto (Ford Focus MK2) klemmt das Radio beim Zünden eben nicht vom Bordnetz ab. Sondern es fällt lediglich die Spannung ab, was wiederum den Neustart verursacht. (Die Batterie ist relativ neu.)

Deshalb möchte ich schon die sämtliche Radioversorgung puffern. Es genügt ja für 1-2 Sekunden einen Spannungsabfall von 2-2,5V auszugleichen.
Das sollte sich ncoh mit Goldcaps machen lassen. (Im Notfall halt mit 2 3er Reihen der besagten 5,5V /1F Goldcaps.)

Bin nun aufjedenfall schon wieder ein Stückchen weiter mit meinem Verständnis.

Zwei weitere Fragen habe ich vorerst noch.

1.: Muss vor die Diode noch ein Widerstand zum Schutz dieser? (Hat mir mein Physiklehrer vorhin weismachen wollen. Ich dachte es reicht eine Diode zu nehmen, die den Strom aushält!?)

2.: Wäre es die korrekte Ablaufreihenfolge die Kondensatoren zu verbauen, dann mit einem Widerstand, sage wir mal 250 Ohm, zu laden und dann lediglich den Widerstand wieder auszubauen?

» Hallo,
» Wie Torsten schon sagte, sind Goldcaps da möglicherweise nicht geeignet
» (im KFZ-Netz können Transienten bis zu 100V auftreten!!) Aislo auf jeden
» Fall zumindest einen Überspannungsschutz parallel zu den Elkos
» (KFZ-Varistor (VDR)). Als Diode wäre eine Schottky-Diode Empfehlenswert,
» max. Strom beachten, wichtig ist auch eine Sicherung (auch wegen des VDR).
»
» Grüsse
» Hartwig

Ok, als VDR zum Beispiel den S10K17 (fünfte von oben >> http://www.pollin.de/shop/t/MTk3OTA5OTk-/Bauelemente/Passiv/Widerstaende/VDR_Widerstaende.html )
Den schalte ich parallel zu meiner Goldcap Reihen. Soweit so klar. Wohin die Sicherung bzw. nach was für einer Sicherung sollte ich ausschau halten?

Wäre diese hier geeignet?
( http://www.pollin.de/shop/dt/MDA3OTM3OTk-/Bauelemente/Passiv/Sicherungen/KFZ_Flachsicherung.html )
Wenn ja - vor oder hinter die Diode, oder Parallel zur den Elkos, oder vor den VDR?

» Bordnetz ab. Sondern es fällt lediglich die Spannung ab, was wiederum den
» Neustart verursacht.

Was heisst "Neustart"? Radio ist danach aus? Es steht auf dem Sender der ersten Stationstaste oder was? Ist das wirklich so gravierend, dass man da was einbauen sollte?

» Deshalb möchte ich schon die sämtliche Radioversorgung puffern. Es genügt
» ja für 1-2 Sekunden einen Spannungsabfall von 2-2,5V auszugleichen.

Bei dem Strom aber nicht mit Goldcaps. Auch nicht mit 2..3 parallelgeschalteten Reihen. Normale Kondensatoren, auch wenn die dicker sind.
Oder - wie beschrieben - nicht die komplette Stromversorgung sondern nur die Leitung für Speichererhalt. Das geht vermutlich mit Goldcaps.

» 1.: Muss vor die Diode noch ein Widerstand zum Schutz dieser? (Hat mir
» mein Physiklehrer vorhin weismachen wollen. Ich dachte es reicht eine
» Diode zu nehmen, die den Strom aushält!?)

nein, kein Widerstand notwendig.

» 2.: Wäre es die korrekte Ablaufreihenfolge ...
Stört zwar nicht, aber Perlen vor die Säue ..

hws

» Deshalb möchte ich schon die sämtliche Radioversorgung puffern. Es genügt
» ja für 1-2 Sekunden einen Spannungsabfall von 2-2,5V auszugleichen.
» Das sollte sich ncoh mit Goldcaps machen lassen.

Nur solange die Stromaufnahme des Radios so gering ist, dass am Innenwiderstand der Kondensatoren nicht zu viel Spannung abfällt. Die Stromaufnahme wird von der Leistung abhängen. Relevant ist also der Wert bei der maximal von Dir genutzten Lautstärke.
Bevor Du den Wert nicht gemessen hast, können wir nur raten. Ich fürchte jedoch, dass die normalen und relativen günstigen Goldcaps bei der Pufferung eines Radios nicht reichen werden, da hier sicherlich schon Ströme im Bereich um oder knapp unter 1 A fließen können.
Das wird nichts.

» 1.: Muss vor die Diode noch ein Widerstand zum Schutz dieser? (Hat mir
» mein Physiklehrer vorhin weismachen wollen. Ich dachte es reicht eine
» Diode zu nehmen, die den Strom aushält!?)

Dein Physiklehrer hatte im Kontext seiner Erzählung vielleicht sogar Recht (wer weiß, worüber ihr euch unterhalten habt), denn eine Diode braucht immer eine Strombegrenzung. An dieser Stelle ist jedoch kein Widerstand notwendig, da der Verbraucher (das Radio) bereits den Strom begrenzt.

» 2.: Wäre es die korrekte Ablaufreihenfolge die Kondensatoren zu verbauen,
» dann mit einem Widerstand, sage wir mal 250 Ohm, zu laden und dann
» lediglich den Widerstand wieder auszubauen?

Die Goldcaps darfst Du schon direkt an die Versorgung klemmen. Das einmalige Anklemmen macht denen nichts aus.

Da ich aber mit meiner Vermutung zum Automobilbereich Recht hatte, reichen drei Kondensatoren zu je 5,5 V in Serie nicht aus. Die Nennspannung beim Fahren liegt ja schon bei 14,4 V. Das wäre mir zu riskant.

Siehe http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Gruß
Torsten

Hallo Raffi

Da das, wie von anderen schon angedeutet, so wie so eine Schnapsidee ist, will ich trotzdem noch bemerken, das bei einer Reihenschaltung von Elkos für eine gleichmäßige Spannungsverteilung gesorgt werden muss. Sonst stirbt der mit der geringsten Kapazität als erster, um dann die anderen folgen zu lassen.

Gruß olit

» Was heisst "Neustart"? Radio ist danach aus? Es steht auf dem Sender der
» ersten Stationstaste oder was? Ist das wirklich so gravierend, dass man da
» was einbauen sollte?

Einstellungen gehen nicht verloren. Jedoch benötigt das Radio zum Einlesen der USB Sticks knapp 30-35 Sekunden. Da es sich per Fernbedinung anschalten lässt, kann man es auf dem Weg zum Auto schonmal einlesen lassen. Ärgerlich bloß, wenn es gerade beginnt zu spielen, wenn man einsteigt und mit dem Motorstart dann das ganze Prozedere wieder von vorne beginnt.

» Stromaufnahme wird von der Leistung abhängen. Relevant ist also der Wert
» bei der maximal von Dir genutzten Lautstärke.
» Bevor Du den Wert nicht gemessen hast, können wir nur raten. Ich fürchte
» jedoch, dass die normalen und relativen günstigen Goldcaps bei der
» Pufferung eines Radios nicht reichen werden, da hier sicherlich schon
» Ströme im Bereich um oder knapp unter 1 A fließen können.
» Das wird nichts.

Ich werde den Strom gleich mal messen. Kann man denn mit normalen Elkos die benötigte Kapazität überhaupt erreichen. Denn ich dachte 1 Farad müsste ganz gut hinkommen (sehen wir ja nach dem Messen) und 1 Farad mit normalen Elkos wird ziemlich platzintensiv...

» Hallo Raffi
»
» Da das, wie von anderen schon angedeutet, so wie so eine Schnapsidee ist,
» will ich trotzdem noch bemerken, das bei einer Reihenschaltung von Elkos
» für eine Gleichmäßige Spannungsverteilung gesorgt erden muss. Sonst stirbt
» der mit der geringsten Kapazität als erster, um dann die anderen folgen zu
» lassen.
»
» Gruß olit

Genau das meitne ich mit der Frage, ob zwischen die Goldcaps (Doppelschichtkondensatoren, keine normalen Elkos) noch Bauteile müssen.
Könntest du mal anreißen, wie in etwas solche eine Spannungsverteilung aussieht?
Denn hier ( http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1006081.htm ) Sind sie auch ohne weiteres in Reihe geschaltet.

» » Hallo Raffi
» »
» » Da das, wie von anderen schon angedeutet, so wie so eine Schnapsidee
» ist,
» » will ich trotzdem noch bemerken, das bei einer Reihenschaltung von
» Elkos
» » für eine Gleichmäßige Spannungsverteilung gesorgt erden muss. Sonst
» stirbt
» » der mit der geringsten Kapazität als erster, um dann die anderen folgen
» zu
» » lassen.
» »
» » Gruß olit
»
» Genau das meitne ich mit der Frage, ob zwischen die Goldcaps
» (Doppelschichtkondensatoren, keine normalen Elkos) noch Bauteile müssen.
» Könntest du mal anreißen, wie in etwas solche eine Spannungsverteilung
» aussieht?
» Denn hier ( http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1006081.htm )
» Sind sie auch ohne weiteres in Reihe geschaltet.

Im Text ist allerdings bemerkt, dass der Kondensator mit der geringsten Kapazität sich auf eine höhere Spannung auflädt. Man kann das etwas ausgleichen, in dem man zu jedem Kondensator einen gleich großen Widerstand parallel schaltet. Das ist ein zusätzlicher Stromverbraucher und somit unakzeptabel.
Es gibt Stützkondensatoren für Verstärker im KFZ. Die sind Verchromt, vergoldet oder eloxiert. Diese haben Stromtragfähige, vergoldete Anschlüsse, eine riesige Kapazität und sind bestimmt sündhaft teuer. Solche Kondensatohren sind oft in den PKWs verbaut, bei denen man an der Kreuzung immer darauf wartet, dass Front- und Keckscheibe raus fliegt. Einen Kondensator diese Art, könntest du zweckentfremdet für dein Problem einsetzen. Nur schade, wenn dieses Schmuckstück unsichtbar unter dem Armaturenbrett verbaut wird.

Hallo,
ja, der VDR ist genau richtig.

VDRs sind Bauteile, die im Schutzfall als Kurzschluss wirken. Daher sollte man sie immer über eine Sicherung (nach dem Verbraucher bemessen) an die Spannungsquelle legen.

In der Theorie hat Dein Physiklehrer recht. "Worst Case" wäre, wenn die Leeren Kondensatoren an die Batterie gelegt werden - das entspricht einem kurzzeitigem Kurzschluß. Dabei sollte der Strom durch die Diode begrenzt sein. Der max. Strom ergibt Batteriespannung geteilt durch Leitunswiderstand + Flußwiderstand der Diode + ESR des Elkos. Kann man nur mit Skope messen, DVM ist viel zu langsam. Im Normalbetrieb geht es dann nur um den Strom des Verbrauchers (Radio). Wenn das Radio eine eigene Sicherung hat, sollte die als Richtwert gelten. Diode dementprechend aussuchen.

Viel Erfolg

Hartwig