Passive Bauelemente, Kühlkörper, Kabel, Stecker, einfachere Logik-ICs etc. werden immer wieder gern übersehen oder gelten als „langweilig“, sind aber essenziell wichtig. Genau um solche Hidden Champions geht es hier, denn auch sie sind High-Tech. (Bild: Würth Elektronik eiSos / Hüthig)
Die zylindrischen Supercaps der Produktreihe WCAP-SISC von Würth Elektronik eiSos ist mit Snap-In-Kontakten ausgestattet. Ihr Kapazitätsbereich liegt bei 100 F und 350 F, wobei die Kapaztitätstoleranz -10 Prozent bis +30 Prozent beträgt. Die Nennspannung der Supercaps liebt bei 2,7 VDC, die Lebensdauer liegt bei 500.000 Zyklen in einem Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +65 °C. Verfügbar sind die Supercaps in den Abmessungen 22 mm × 46 mm bis 35 mm × 61 mm (D × L). Das vom Hersteller empfohlene Lötverfahren für die Bauelemente ist das Wellenlöten.
Der Begriff Superkondensator ist weit verbreitet, aber mehrdeutig. bei den hier beschriebenen Supercaps handelt es sich um elektrische Doppelschichtkondensatoren (EDLC). Beim Laden und Entladen von Supercaps muss der Entwickler zwei Eigenschaften der Bauelemente berücksichtigen. Die Spannung der Supercaps hängt im Gegensatz zu Batterien von ihrem Ladezustand ab. Die Spannung steigt oder sinkt am Bauteil, sobald der Supercap geladen oder entladen wird. Auch ist zu bedenken, dass Supercaps sich mit relativ hohen Strömen laden lassen, was zu einem quasi kurzgeschlossenen Zustand der Energieversorgung im Einschaltmoment führen kann.
Was sind Superkondensatoren (Supercaps)
Superkondensatoren (Supercaps) sind einfach zu handhabende Energiespeicher und in vielerlei Hinsicht mit Batterien vergleichbar. Sie lassen sich von jeder strombegrenzenden Energiequelle aufladen und können elektrische Applikationen versorgen.
Im Vergleich zu klassischen Kondensatoren verfügen Superkondensatoren über eine höhere Energiedichte. Damit eignen sie sich z. B. für den Einsatz als Backup-Speicher, in Netzwerken oder USV-Anlagen.
Obwohl der Design-In-Prozess für Supercaps sich von Fall zu Fall unterscheiden kann, ist der grundlegende Ablauf immer ähnlich: Berechnung der erforderlichen Energiekapazität auf Basis des zu erwartenden Energiebedarfs, Bestimmung der erforderlichen Kapazität C gemäß der Spezifikation der Last, einschließlich des Wirkungsgrades des DC-DC-Wandlers und der niedrigsten Betriebs- und Ladespannung sowie schließlich Ermittlung des Ladeschemas und Berechnung der entsprechenden Ladezeit.
Themenreihe: Hidden Champions der Elektronik
In unserer Themenreihe Hidden Champions der Elektronik widmen wir uns den Komponenten, die selten im Rampenlicht stehen. Denn die Stars einer Platine können ohne die Hidden Champions an der Peripherie nicht funktionieren. Passive Bauelemente, Kühlkörper, Kabel, Stecker, einfachere Logik-ICs etc. werden immer wieder gern übersehen oder gelten als „langweilig“, sind aber essenziell wichtig. Genau um solche Hidden Champions geht es hier.
- Teil 1: Metallische Dünnschichtwiderstände
- Teil 2: RTC-Module
- Teil 3: PhotoMOS-Relais
- Teil 4: Gedrehte Kontaktbuchsen
- Teil 5: Stromkompensierte Drosseln
- Teil 6: Strangkühlkörper
- Teil 7: Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren
- Teil 8: Oberflächenmontierbare TVS-Dioden
- Teil 9: Zwischenkreis-Kondensatoren
- Teil 10: Optokoppler zur Stromkreistrennung
- Teil 11: Dickschicht-Shunt-Widerstände
- Teil 12: Mini-Absolutdrucksensoren
- Teil 13: Käfigzugfeder-Rundsteckverbinder
- Teil 14: Snap-In-Superkondensatoren
- Teil 15: Synchrone DC/DC-Abwärtswandler
- Teil 16: FCCs und Stecker für den Weltraum
- Teil 17: Zementbeschichtete Widerstände
Superkondensatoren arbeiten normalerweise bei Spannungen von etwa 2,7 V. Um höhere Betriebsspannungen zu erreichen, ist es notwendig, eine Kaskade von in Reihe geschalteten Supercap-Zellen aufzubauen. Aufgrund von herstellungs- oder alterungsbedingten Schwankungen der Kapazität und des Isolationswiderstandes kann der Spannungsabfall über einzelne Kondensatoren die Nennspannung überschreiten. Daher ist ein Spannungsausgleich (Balancing, Balancieren) notwendig.
WCAP-SISC-Supercaps
- Montagetyp: Radial Snap-In
- Kapazitäten: 100 F, 350 F
- Nennspannung: 2,7 VDC
- Lebensdauer: 500.000 Zyklen
- Betriebstemperatur: -40 °C bis +65 °C
- Abmessungen: 22 mm × 46 mm bis 35 mm × 61 mm
