5V USV ohne Akkus sondern mit Caps?

[quadrable]

Guten!

Ich brauche eine 5V Unterbrechungsfreie Spannungsversorgung mit max. 10W. Da ein Akku nicht in Frage kommen darf, möchte ich es gerne mit Puffer-Elkos machen. Die Speisungszeit liegt nur bei max. 10 Sekunden, ich gehe aber von max 1-2 Sekunden aus.

Da ich keine eigene Platine verwenden möchte, Suche ich nun eine fertige Platine mit Elkos. Könnte ihr was empfehlen?

[MisterMou]

Wie groß darf denn der Spannungsabfall maximal sein? Dementsprechend muss erst einmal die Kapazität der Kondensatoren bestimmt werden.

[quadrable]

Also ich habe davor einen DC-DC-Wandler auf 5V. Der Mikrocontroller macht ab 3,3V Probleme.

[Bumbum]

Hallo,

ich versuche mal mein gelerntes Wissen zusammenzutragen. 10W heißt eine Stromaufnahme von 2A an 5V. Das entspricht einem ohmschen Widerstand von 2,5 Ohm.
Von 5V auf 3,3V sind es ca. 70%, weshalb man das ganze vereinfachen kann. Tau ist die Zeit, die benötigt wird um den Kondensator auf 70% zu entladen: Tau = R*C.
Die Zeit soll 10 Sekunden sein, also ergibt sich für C eine Kapazität von 4 Farad.

Hui! Ich habe mal einen 1F Kondensator fürs Auto gesehen, der hatte ca. 10cm Durchmesser und eine Höhe von ca. 30cm...

Viele Grüße
Andreas

[MisterMou]

Musst du quadrable die Arbeit abnehmen?

War das Auto 20Jahre alt oder war das ein Kondensator für Hochspannungen?
Heutzutage passen über 100F in eine Bierbückse.

[Bumbum]

Hallo MisterMou,

ich denke meine Berechnung sind eine grobe Schätzung, quadrable kann gerne die Formeln recherchieren und das genaue Ergebnis beisteuern, dann lerne ich auch noch was.

Der von mir beschriebene Kondensator war ich für Hifi-Anlagen. Also 12V und mit sehr niedrigem Innenwiederstand für hohe Stromabgabe.

Was du als Bierbüchse bezeichnest geht wohl mehr in den Bereich Goldcap. Die können nicht den benötigten Strom von 2A liefern. Irgendein Zwischending zwischen meinen 4 "Bomben" und deiner Bierdose wird es wohl werden, wenn es so etwas überhaupt zu kaufen gibt und noch dazu bezahlbar ist.

Die eigentliche Frage ist aber eigentlich: Warum darf kein Akku verwendet werden?

Viele Grüße
Andreas

[Besserwessi]

Eine Leistung von 10 W bei 5 V ist heute schon eher ungewöhnlich, denn 5 V sind bei modernen Teilen nicht mehr das Mass der Dinge. Wenn der µC erst ab 3.3 V Probleme macht, wieso reichen dann nicht 3,6 V. Wenn es geht würde man den Puffer auch eher vor dem DCDC-wandler haben - der Wandler kann dann den Spannungsabfall am Kondensator ausgleichen. 10 W für 10 s sind halt 100 Joule. Die im Kondensator gespeicherte Energie ist 1/2*C*U², und davon kann man in der Regel nur einen Teil (vielleicht 50%) nutzen.

[quadrable]

Der Bekannte wollte nur keine Batterie für seine Schaltung haben. Er meinte, dass es doch zu wartungsintensiv sei. Naja, ein Elko hält auch nicht ewig
Also die 10W sind erste Hochrechnungen und noch daher noch keine praktischen Erfahrungen. Ich gehe aber eher von 5 Watt aus.

Nehmen wir als an, dass der Verbraucher 5 Watt aufnahme hat. Die Spannung darf z.B. innerhalb von 3 Sekunden von 12V auf 3.5V.

Dann wäre es doch:
C = I/(dv/dt)
= 0,5A/(8,5V/3s)
= 1,5As/8.5V = 0,17 F

oder nicht?

Alternativ könnte ich natürlich einen 12V Blei-Akku nach einem 12V DC-DC-Wandler hängen und von da auf einen 5V-DC-DC-Wandler gehen. Das der Akku nicht mit 13,8 V aufgeladen wird nehme ich in Kauf.

[MisterMou]

C = I/(dv/dt)
= 0,5A/(8,5V/3s)
= 1,5As/8.5V = 0,17 F

so einfach ist das nicht.
Das "d" steht nicht für Delta, sondern für Differenzial

Ich rechne das mal durch und mach eine allgemeine Formel fertig.

- - - Aktualisiert - - -

Soo, ich habe das mal fix fertig gemacht, damit sollte jeder auf seine passenden Kondensatoren kommen.
Es wird davon ausgegangen, dass die Last ein rein ohmsches Verhalten hat, außerdem werden Leitungsinduktivitäten und -kapazitäten vernachlässigt. Auch der Innenwiderstand des Kondensators wird vernachlässigt. Um es kurz zu sagen, alles was ein Hobbybastler nicht braucht

Bild hier  
U0=Quellspannung
UR=Mindestspannung an der Last
R=Widerstand der Last
t=Zeitraum, der gepuffert werden soll
C=Kapazität des Puffers

[clso]

Danke für die Berechnung. Blicke da leider immer nicht so ganz (und schnell) durch.
Was und wie viele Ersatzbatterien Notstromanlagen habt ihr im Einsatz?
Und natürlich für welche Größenordnung an Systemen und Clients?