Persoonlijke instellingen

GoldCaps

Uit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende

Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom


GoldCap

De GoldCap is een dubbellaags elektrolytische condensator (elco), een Electric Double layer Capacitor of ELDC. De GoldCaps hebben een maximale werkspanning van 2,3; 2,5; 2,7; 3,6; 5,5; of 6,3 volt. De ELDC is o.a. tevens onder de volgende namen in de handel:

APowerCap
BoostCap
DLCap
EneCapTen
GreenCap
HY-CAP
PAS Capacitor
PseudoCap
Ultracap
BestCap
Cap-XX
DynaCap
EVerCAP
Faradcap
Goldcap
Kapton capacitor
PowerStor
SuperCap
GoldCaps F-type.png
Afbeelding: 01
Goldcaps Type F
Foto gemaakt door: Fred Eikelboom

Het type GoldCaps dat in de modelspoorwereld veel gebruikt wordt, (het F-type van Panasonic, zie: afbeelding 01), is eigenlijk minder geschikt als anti-knipper toepassing.

Wat is nu het probleem? Dit type GoldCap is gemaakt om langdurig een zeer lage ontlaadstroom (max. 1 milliampère volgens opgave van de fabrikant) te leveren voor bv. CMOS geheugenchips. De grote capaciteit lijkt mooi, maar voor modelspoor heeft het weinig nut, de spanning zal meteen een stukje in elkaar zakken (een paar tiende volt), zodra de GoldCap ontladen wordt. Ook de maximale werkspanning 5,5 volt van de GoldCap, maakt dat het toepassingsgebied bij modelspoor niet erg groot is.

Spanningsdip

Wanneer een led op de GoldCap wordt aangesloten, moeten er behoorlijk wat milliampères (8 - 20 mA, afhankelijk van de waarde van de voorschakelweerstand) door de GoldCap geleverd worden en dat kan de GoldCap niet aan vanwege de interne constructie en daarmee samenhangende hoge interne weerstand (circa 30 Ω volgens de datasheet van een fabrikant). Bij het ontladen zal door de hoge interne weerstand de spanning eerst een stukje dalen en daarna lineair afnemen. Het F-type bestaat namelijk inwendig al uit twee in serie geschakelde Goldcaps. Daardoor is dit 'spanningsdip-effect' duidelijk meetbaar.

Niet snelladen

Een ander nadeel van de GoldCap is dat hij niet, zoals een echte elco, 'snelgeladen' kan worden. Dit wordt ook weer veroorzaakt door de hoge inwendige weerstand. Ook bij led-strips heeft het F-type (door het trage oplaad- en ontlaadgedrag) geen zin. Nog afgezien van het feit dat de werkspanning van de GoldCap veel te laag is, t.o.v. de voedingsspanning van de led-strip.

Niet geschikt als afvlak-elco

Een dubbellaags elektrolytische condensator, zoals bijv. een GoldCap, mag absoluut niet als afvlak-elco in voedingen gebruikt worden, omdat hij door de hoge inwendige weerstand te heet wordt!

Levensduur

Wanneer d.m.v. een led of meerdere leds meerdere milliampère uit de Goldcap worden getrokken, dan zal de normale levensduur (8 tot 10 jaar volgens de fabrikant) met aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid niet gehaald worden.

Types voor hogere ontlaadstromen

Er bestaan ook GoldCaps (het HW-type van Panasonic) die veel beter geschikt zijn voor hogere ontlaadstromen, tot 1 A) en daar dan ook speciaal voor ontworpen zijn, maar helaas is de maximaal toelaatbare werkspanning van het HW-type nog lager dan bij het F-type. De maximale werkspanning is namelijk maar 2,3 volt.

Door achter het HW-type een IC te plaatsen dat de spanning omhoogbrengt (een step-up converter of zgn. ladingpomp), zou u een aantal leds in serie van spanning kunnen voorzien. Deze methode heeft als nadelen, dat de kosten per wagen of rijtuig behoorlijk oplopen en dat er veel meer werk moet worden verricht. In de tabel staan de door de fabrikant aangegeven maximale ontlaadstromen van de verschillende Panasonic types;

Serie 0,047μF of minder 0,1μF tot 0,33μF 0,47 tot 1F 3,3 tot 4,7F 10F tot 50F Werkspanning
SG 200μA 300μA 1mA - - 5,5
SD 200μA 300μA 1mA - - 5,5
SE 200μA 300μA 1mA - - 5,5
NF 200μA 300μA 1mA - - 5,5
F 200μA 300μA 1mA - - 5,5
EN 5μA 10μA - - - 3,3
HW - - 100mA 300mA 1A 2,3
HZ - - 100mA 300mA 1A 2,5
Tabel: 01. Bron: Panasonic.
Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom


De Japanse fabrikant ELNA heeft ook dubbellaags elco's in het assortiment. Het type DB-5R5D105T is vergelijkbaar met het bovengenoemde F-type. Ze hebben ook een variant die 6,3 volt werkspanning heeft, de DB-6R3D105T.

De inschakel-laadstroom (inrush current) blijft door de vrij grote inwendige weerstand van de Goldcaps automatisch binnen de perken. Een weerstand om de laadstroom te begrenzen is dan ook geheel overbodig. Bij het testen bleek dat bij een lege 5,5 volt GoldCap, de laadstroom zeer kortstondig op ongeveer 245 milliampère (mA) lag en meteen daarna snel afnam.

Met een oscilloscoop aangesloten over een 2,2 Ω weerstand werd de laadstroom gemeten van een ontladen exemplaar. Toen bleek wederom dat er inderdaad geen laadstroompiek aanwezig was. De stroom nam toe tot de eerder gemeten 245 milliampère en schoot niet kortstondig door. Het volledig laden blijkt in de praktijk vele uren te duren. Tegen de verwachting in, liep er na respectievelijk 6, 12 en zelfs 96 uur (vier dagen!) opladen nog steeds een kleine laadstroom.

De laadstroom in een grafiek uitgezet (de grafiek is hier niet precies op tijdschaal, om passend te maken)

Laad curve.gif
Afbeelding: 02
Laadstroom
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom


Ontlaadgedrag

Zodra een belasting aangesloten wordt op de GoldCap, zakt de spanning erover een stukje in elkaar. De spanning stabiliseert en het ontladen verloopt verder lineair. Bij een elco die geladen is, zal bij het aansluiten van een belasting de spanning meteen lineair dalen zonder de spanningsdip die bij een GoldCap te zien is.

De ontlaadstroom in een grafiek uitgezet:

Ontlaad curve.gif
Afbeelding: 03
Ontlaadstroom (rode lijn is GoldCap, blauwe lijn is gewone elco)
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom



Meer informatie

Encyclopedie:
Externe websites:
Onderdelen.
Informatie over verschillende types PowerCaps (Goldcaps). (pdf, 20Mb, dus lange laadtijd!)
Technische informatie over PowerCaps (Goldcaps). (pdf)
Informatie over verschillende types Goldcaps. (pdf)
Technische informatie over verschillende types Goldcaps. (pdf)
Meer over de elco. (Component)
Meer over de Goldcap (Duits). (Component)




Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende
Contact met de redactie: Contact met de redactie 


Laatste wijziging: 1 feb 2016 15:43 (CET)