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Goldcaps revisited

 
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Henry
Buntbahner
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 20.11.2007
Beiträge: 872
Wohnort: Fremont, CA USA

BeitragVerfasst am: 09.03.14 16:17    Titel: Goldcaps revisited Antworten mit Zitat

Goldcaps oder ihre zahllosen Varianten waren vor einigen Jahren ein heisses Thema. Da ich diese fuer ein neues Projekt einsetzen will, hier einige Fragen und Anmerkungen:
1. Ihr setzt die Dinger in Reihenschaltung ohne "Firlefanz" wie Querwiderstaende oder Z-Dioden ein. Wie hat sich das ueber Jahre hinweg bewaehrt? Die Datenblaetter aller Hersteller empfehlen solche Schutzmassnahmen. Entgegen mancher Aussagen hier enden nicht alle Kondensatoren beim Laden mit der gleichen Spannung:
Achtung - Theoriemodus an:
Ladung = mittlerer Strom x Zeit (oder noch hochgestochener das Integral Strom ueber Zeit)= Kapazitaet x Spannung.
In einer Reihenschaltung bekommen alle Kondensatoren die gleiche Ladung. Wenn die Kapazitaet unterschiedlich ist, enden sie mit verschiedener Spannung. Unterschiedliche Leckstroeme machen das nur noch schlimmer.
Theoriemodus wieder aus.
Falls es trotzdem ohne "Firlefanz" ueber Jahre hinweg funktioniert, kann es nur folgende Gruende haben:
a) Die Kapazitaetsunterschiede innerhalb einer Charge sind so gering, dass die Spannungsunterschiede gering bleiben.
b) Die Leckstroeme sind fast identisch und genuegen zum Ausgleich
c) Die Kondensatoren sind wesentlich spannungsfester als im Datenblatt angegeben. In der Tat laden Saalflieger die Gold-Caps bis zu 3,6V auf, ohne dass sie gleich abrauchen. Ich habe sowas auch mit meiner kleinen Diesellok experimentell gemacht; allerdings verlieren die Caps relativ rasch die Kapazitaet.
Deswegen meine Frage nach dem Langzeitverhalten.
2. Es gibt inzwischen kleine flache 5.5 V Typen mit geringem Innenwiderstand (5.5 V, 470mF, 45mOhm). Die flache Bauform koennete fuer einige Anwendungen interessant sein.
http://search.murata.co.jp/Ceramy/CatalogAction.do?sHinnm=?%EF%BF%BD&sNHinnm=DMF3Z5R5H474M3DTA0&sNhin_key=DMF3Z5R5H474M3DTA0&sLang=en&sParam=dmf
3. Nach der Formel fuer die Hintereinanderschaltung von Kondensatoren verringert sich die Kapazitaet mit der Anzahl der Elemente. Ich hatte immer Probleme, mir dies klarzumachen (die Formel luegt nicht), da der einzelne Gold-cap ja keine Kapazitaet verliert! Die Loesung liegt darin, dass die Formel annimmt, dass der einzelne Kondensator, der die Reihenschaltung ersetzt, die volle Spannung vertraegt. Das gibt rechnerisch (siehe oben) eben eine groessere Kapazitaet. Bei Gold-caps ist wie gesagt die Spannung begrenzt, aber trotz Reihenschaltung addiert sich der Energieinhalt der einzelnen Kondensatoren. Denkt mal drueber nach...
Regards

_________________
Henry
Donkey Doktor EDH Lumber Company
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volkerS
Buntbahner
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 01.04.2012
Beiträge: 766
Wohnort: Bermersheim

BeitragVerfasst am: 09.03.14 16:42    Titel: Re: Goldcaps revisited Antworten mit Zitat

Hallo Henry,
ich habe meinen Gold-Caps immer Ausgleichswiderstände spendiert, auch wenn ich sicher war, dass sie aus einer Fertigungscharge stammen. Kam allerdings selten vor, da ich meist 5,5V-Typen nutzte.
Volker
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Pirat-Kapitan
Buntbahner
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Anmeldungsdatum: 26.04.2003
Beiträge: 661
Wohnort: Rösrath (bei Köln)

BeitragVerfasst am: 09.03.14 19:38    Titel: Re: Goldcaps revisited Antworten mit Zitat

Hallo Henry,
ich kann nur aus der Praxis berichten (Praxis ist, wenn es nach allen Regeln der Theorie nicht gehen darf, aber es trotzdem funktioniert).

Ich nehme GoldCaps in Reihenschaltung bis die erforderliche Spannungsfestigkeit erreicht ist. Früher hatte ich noch einen 7824 davor, inzwischen verzichte ich darauf. Das einzige, was neben den GoldCaps noch da ist, ist die Ladecshaltung (Ladewiderstand und Schottky-Diode) sowie ein Schalter zum Abschalten der GoldCaps für Programmierzwecke.
Z-Dioden und Ausgleichs-Widerstände an jedem GoldCap hatte ich nur bei meinem aller ersten Versuch, danach war mir das viel zu viel Aufwand. Bislang hat sich noch keine einzige GoldCapsschaltung bei mir beschwert.

Schöne Grüße
johannes
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Andreas B
Buntbahner
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Anmeldungsdatum: 28.10.2004
Beiträge: 131
Wohnort: Landkreis Nbg. Land

BeitragVerfasst am: 10.03.14 00:35    Titel: Re: Goldcaps revisited Antworten mit Zitat

Hi Henry
auch ich verwende schon länger Goldcaps in meinen Loks
genau so wie Fido hier eine Schaltung veröffentlicht hat.

Ich verbaue auch nur den Ladewiederstand (mit Sprerr-Diode) damit ich beim Einschalten der Anlage nicht die Zentrale zu sehr belaste.
Ein Schalter zum abschalten des Puffers ist bei manchen Zentralen zum Programieren erforderlich deshalb ist der bei mir auch drin.
Die Schaltung funtkioniert schon viele Jahre sehr, sehr gut!

In einigen geräumigeren Loks habe ich je 3 Stück Elkos 25V 22.000uF verbaut dieser Puffer ist deutlich schneller leer als die Goldcaps.

Beste Grüße
Andy
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fido
Buntbahner
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 19.02.2003
Beiträge: 10118
Wohnort: Herbipolis

BeitragVerfasst am: 10.03.14 09:22    Titel: Re: Goldcaps revisited Antworten mit Zitat

Hi,

ich habe die Schaltung mit einer Drossel ergänzt und verwende sie in fünf Loks seit vielen Jahren völlig ohne Probleme.

Die Drossel ist für das sichere Programmieren des Decoders nötig.

_________________
running dog Viele Grüße, fido
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BR365



Anmeldungsdatum: 29.06.2015
Beiträge: 13

BeitragVerfasst am: 29.06.15 14:48    Titel: Re: Goldcaps revisited Antworten mit Zitat

Henry hat folgendes geschrieben::

3. Nach der Formel fuer die Hintereinanderschaltung von Kondensatoren verringert sich die Kapazitaet mit der Anzahl der Elemente. Ich hatte immer Probleme, mir dies klarzumachen (die Formel luegt nicht), da der einzelne Gold-cap ja keine Kapazitaet verliert! Die Loesung liegt darin, dass die Formel annimmt, dass der einzelne Kondensator, der die Reihenschaltung ersetzt, die volle Spannung vertraegt. Das gibt rechnerisch (siehe oben) eben eine groessere Kapazitaet. Bei Gold-caps ist wie gesagt die Spannung begrenzt, aber trotz Reihenschaltung addiert sich der Energieinhalt der einzelnen Kondensatoren. Denkt mal drueber nach...

OK, ich glaube, ich verstehe was Du meinst. Ein Elko mit 1F und 2,5V Nennspannung speichert maximal bei 2,5V Ladespannung E = 0,5 * C * U * U = 3,125 Ws.

Bei einer Reihenschaltung von 10 dieser Elkos wird dagegen bei 25V Ladespannung E = 0,5 * C * U * U = 31,25 Ws (C=0,1F, U=25V), also genau 10 x die Energie von einem Elko mit 1F an 2,5V.

Der Energiegehalt addiert sich, aber eben weil die mögliche Ladespannung sich mit jedem weiteren in Reihe geschalteten Elko addiert.

Lädt man die Reihenschaltung von 10 1F-Elkos mit 2,5V, so beträgt die gespeicherte Energie auch nur E = 0,5 * C * U * U = 0,3125 Ws (C=0,1F, U=2,5V), also 1/10 der in einem 1F-Elko bei 2,5V gespeicherten Energie.
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