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Superkondensatoren (EDLCs)

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WCAP-STSC Superkondensatoren (EDLCs)
WCAP-STSC Superkondensatoren (EDLCs)
Standard Cylindrical – THTC 3 bis 50 FVR 2.7 V (DC)
WCAP-SISC Superkondensatoren (EDLCs)
WCAP-SISC Superkondensatoren (EDLCs)
Standard Cylindrical – Snap-InC 100 bis 350 FVR 2.7 V (DC)

Würth Elektronik Kondensator

Großes Portfolio ab Lager verfügbar

Würth Elektronik Kondensator

Großes Portfolio ab Lager verfügbar

Würth Elektronik hat sein Kondensatoren-Portfolio erweitert. Einen Überblick über unsere aktuellen, ab Lager verfügbaren, Technologien finden Sie in der Grafik. Weitere Details (z.B. zu den Produktserien, Eigenschaften, Merkmale, Anwendungen, usw.) zu jeder Produktfamilie finden Sie im Flyer oder beispielsweise weiter unten. In unserem Flyer finden Sie auch Informationen zu unseren Serviceleistungen.

Kondensatoren Portfolio
Verhältnis zwischen Spannung und Kapazität im Diagramm

Superkondensatoren

Superkondensatoren

Superkondensatoren, auch bekannt als EDLC für Electric Double Layer Capacitor, sind einfach zu verwendende Energiespeicher und in vielerlei Hinsicht mit Batterien vergleichbar. Sie schließen die Lücke zwischen Kondensatoren und Batterien. Superkondensatoren haben folgende Eigenschaften:

  • Höhere Leistungsdichte als Batterien
  • Höhere Energiedichte als herkömmliche Kondensatoren
Grafik, die die Leistungsdichte und Energiedichte von Kondensatoren, Superkondensatoren und Batterien vergleicht.

Produktserien

  • Serie WCAP-STSC

    • Montagetyp: Radial THT
    • Typ: Standard Cylindrical
    • Kapazität: 3 – 50 F
    • Spannung:  2.7 V (DC)
    Zur Produktserie WCAP-STSC

  • Serie WCAP-SISC

    • Montagetyp: Snap-In
    • Typ: Standard Cylindrical
    • Kapazität: 100 & 350 F
    • Spannung:  2.7 V (DC)
    Zur Produktserie WCAP-SISC

Der Superkondensator – ein vielseitiger Energiespeicher und seine Verwendung

Der Superkondensator – ein vielseitiger Energiespeicher und seine Verwendung

Im Verlauf der Präsentation werden wichtige Eigenschaften von Superkondensatoren und Merkmale des Design-in-Prozesses diskutiert. Superkondensatoren benötigen, wie jeder andere Energiespeicher, eine gewisse Infrastruktur, um ihre Energie speichern und abgeben zu können.

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Anwendungsbeispiele

USV-Systeme
Speichergerät für Power-Off-Perioden
Smart-Metering (z. B. Wasserzähler)
Solarenergie
Hybridanwendung mit Batterie

Messungen

Redexpert

Messungen

Redexpert

Mit der Hilfe von REDEXPERT finden Sie den passenden Kondensator basierend auf Ihren technischen Anforderungen. Das Tool unterstützt beispielsweise mit Messwerten für Kapazität, Impedanz, ESR und Verlustfaktor (DF). Die Fähigkeit, einzelnen Komponenten miteinander hinsichtlich der Messwerte vergleichen zu können, ermöglicht eine komfortable Bauteilauswahl.

REDEXPERT
Computerbildschirm mit überlappenden Fenstern, Grafiken und rotem 3D-Text: 'ONLINE PLATFORM BASED ON MEASURED VALUES.'

Webinar

Einführung Kondensatoren: Technologien und Einsatz

Webinar

Einführung Kondensatoren: Technologien und Einsatz

Kondensatoren machen etwa 2/3 aller passiven Bauelemente aus. Sie speichern Energie im elektrischen Feld und werden somit für viele verschiedene Anwendungen zur Spannungsstabilisierung oder Filterung eingesetzt. Allerdings gibt es vom MLCC bis zum Superkondensator große Unterschiede in Hinblick auf den physikalischen Aufbau, Einsatzbereiche, die Art und Weise wie die Bauteile altern und welche Abhängigkeitseffekte entstehen. Daher werden wir in diesem Webinar die gängigen Kondensatortechnologien vorstellen und auf einige Besonderheiten im Hinblick auf die Endanwendung hinweisen.

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Design-In für Kondensatormodule

Die Spannung eines elektrischen Doppelschichtkondensators (EDLC) hängt vom Ladezustand ab. Daher steigt oder fällt die Spannung an den Anschlüssen, sobald der EDLC geladen oder entladen wird. Um eine stabile Spannung bereitzustellen, wird der EDLC häufig mit einer DC/DC-Wandlung betrieben. Abhängig von der benötigten Leistung und Ladespannung ist es erforderlich, ein Modul zu entwerfen (siehe auch: Constant Power Discharge Module Calculator).

Das EDLC-Modul muss die von der Anwendung benötigte Leistung bereitstellen. Der EDLC-Modulrechner berechnet die Größe des Stacks (Moduls) basierend auf den Anwendungsparametern. Anhand der folgenden Angaben:

  • Leistungsbedarf,
  • Entladezeit und
  • untere Entladespannungsgrenze

liefert der Rechner die Anzahl der in Serie und parallel geschalteten EDLCs (definiert durch Nennkapazität und äquivalenten Serienwiderstand​) sowie Diagramme und weitere elektrische Parameter wie Gesamtkapazität und Gesamtwiderstand des Moduls.

Application Notes und Dokumente

  • Wie Superkondensatoren bei der Energiespeicherung helfen können

    Um Superkondensatoren effizient einzusetzen sollten im Design-In-Prozess bestimmte Stufen durchlaufen werden. Hier geben wir einen Überblick, was beachtet werden sollte.

    Mehr erfahren (PDF)

  • Design-In von Superkondensatoren in 4 Schritten

    Superkondensatoren (engl: Supercapacitors, SC) werden häufig als Energiespeicher verwendet. In einem solchen Fall kann die frühe konzeptionelle Phase des Design-in-Prozesses in vier Schritte unterteilt werden.

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  • Support Note SN008: Erwartete Lebensdauer bei Aluminium-Elektrolyt- und Aluminium-Polymer-Kondensatoren

    Die Lebensdauer eines Kondensators ist von vielen Faktoren abhängig. Einer davon ist die Temperatur bzw. thermische Belastung, da diese Maßgeblich dafür verantwortlich ist, dass innere Strukturen über die Dauer altern und die elektrischen Eigenschaften sich verschlechtern. Dadurch entsteht ein erhöhter Leckstrom, der ESR wird größer und dies führt wiederum zu einer weiteren Erhöhung der Temperatur.

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  • Application Note ANP109: Impedanzspektren unterschiedlicher Kondensatortechnologien

    Impedanz- und Kapazitätsspektren sind übliche Darstellungen der frequenzabhängigen elektrischen Eigenschaften von Kondensatoren. Die Interpretation solcher Spektren liefert eine Vielzahl von elektrochemischen, physikalischen und technisch relevanten Informationen. Diese müssen von stets vorhandenen Messartefakten sowie von parasitären Effekten getrennt werden.

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  • Application Note ANP077: Supercapacitor - Ein Leitfaden für den Design-In Prozess

    Superkondensatoren sind einfach zu handhabende Energiespeicher und in vielerlei Hinsicht mit Batterien vergleichbar. Sie können von jeder strombegrenzenden Energiequelle aufgeladen werden und elektrische Applikationen versorgen.

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  • Application Note ANP090: Immer im Gleichgewicht - Balancing von Superkondensatoren

    Superkondensatoren arbeiten normalerweise bei Spannungen von etwa 2,7 V. Um höhere Betriebsspannungen zu erreichen, ist es notwendig, eine Kaskade von in Reihe geschalteten SK - Zellenaufzubauen.

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  • Support Note SN009: Wie verwendet man Superkondensatoren? Eine kurze Anleitung für den Design-In-Prozess

    Im Vergleich zu anderen Kondensatortechnologien zeichnen sich EDLCs durch eine sehr hohe Ladungsspeicherkapazität und einen sehr niedrigen äquivalenten Serienwiderstand (ESR) aus.

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  • Support Note SN012: Wie altert ein Superkondensator? Lebensdauermodel von elektrischen Doppelschichtkondensatoren

    Superkondensatoren zeigen mit der Zeit einen allmählichen Leistungsverlust. Zwei mögliche Ansätze können angewendet werden, um den Leistungsverlust zu antizipieren:

    • Kompensation des Kapazitätsverlustes durch Überdimensionierung der Kapazität
    • Anpassung der Auswahl spezifischer Betriebsparameter wie Spannung und Temperatur
    Mehr erfahren (PDF)

Videos

  • Würth Elektronik Webinar: WE Backup Your Application - eine echte Superkondensator-Backup-Lösung

    Wenn die Spannungsversorgung der Applikation zusammenbricht, ist das keine angenehme Situation. Würth Elektronik eiSos hat ein Demonstrator aufgebaut, der eine Hot-Swap-fähige Backup-Lösung mit einer Größe von 10 cm x 18,5 cm zeigt.

    Zum Video

  • Würth Elektronik Webinar: Keep the balance – Wie Sie Superkondensatoren ausbalancieren

    Superkondensatoren arbeiten normalerweise bei niedrigen Spannungen von etwa 2,7 V. Um höhere Betriebsspannungen zu erreichen, ist es notwendig, eine Kaskade von in Reihe geschalteten Superkondensatoren aufzubauen.

    Zum Video

  • Würth Elektronik Webinar: Superkondensatoren, ein Überblick über die Technologie

    Superkondensatoren, auch bekannt als EDLC für Electric Double Layer Capacitor, sind einfach zu verwendende Energiespeicher und in vielerlei Hinsicht mit Batterien vergleichbar. Sie bieten jedoch in Hinblick auf das Laden und Entladen erhebliche Vorteile beim Thema Schnelligkeit.

    Zum video

  • #askLorandt erklärt: Superkondensatoren und der Unterschied zu gängigen Kondensatoren und Batterien

    Im Vergleich zu anderen Kondensatortechnologien zeichnen sich Superkondensatoren (EDLCs engl.: Electric Double Layer Capacitor) durch eine sehr hohe Ladungsspeicherkapazität und einen sehr niedrigen äquivalenten Serienwiderstand (ESR) aus. Ihre hohe Lebensdauer, niedrige Ladezeit und ihre große Leistungsabgabe machen sie zur idealen Wahl für viele Anwendungen im Bereich der Stromversorgung und Ladungsspeicherung.

    Zum Video

  • #askLorandt erklärt: Wie Superkondensatoren im industriellen Umfeld bestmöglichst eingesetzt werden

    Um Superkondensatoren im industriellen Umfeld nutzen zu können muss die nutzbare Spannung gegenüber der relativ niedrigen Nennspannung (~2,7V) erhöht werden. Durch den Aufbau einer Superkondensatorbank kann dies realisiert werden. Um diese Bank zu laden und die Ausgangsspannung stabil zu halten, benötigt es eine gewisse Infrastruktur. Ein möglicher Aufbau wird in diesem Video gezeigt und erklärt.

    Zum Video

FAQ Superkondensatoren

Datenblatt WCAP-CSRF

Für die meisten Bauteile finden Sie detaillierte Informationen zur Verpackung im Datenblatt. Sollten Sie diese nicht finden, wenden Sie sich bitte an Würth Elektronik. Nutzen Sie beispielsweise den Chat auf der Website.

Beispiel: Seite 3 der MLCC-Serie WCAP-CSRF des Bauteildatenblatts.

Die Zertifizierungen finden Sie im Produktdatenblatt auf Seite zwei.

Für X/Y-Sicherheitskondensatoren finden Sie Zertifizierungsinformationen im PDF auf der Online-Plattform REDEXPERT.

Diese befinden sich am rechten Ende der Tabelle unter der Spalte „Zertifikate“ und können heruntergeladen werden.

Das Dokument mit allen Werten finden Sie auf unserer Website.

Sie können das Dokument auch herunterladen, indem Sie in unserem Download-Center nach „FIT“ oder „MTBF“ suchen.

Dieses Dokument enthält die FIT- (Failures in Time) und MTBF-Werte (Mean Time Between Failures), die für jede Serie basierend auf der elektrischen Belastung (angelegte Spannung bei Kondensatoren) und der angewandten Temperatur gemäß den Berechnungsmodellen von Telcordia SR-332 Ausgabe 3 berechnet werden können.

Nutzen Sie gerne das Inhaltsverzeichnis am Anfang des Dokuments, um zu den Werten für Kondensatoren zu gelangen.

Diagramm über Lebensdauer von EDLCs

Der Lade-/Entladestrom beträgt 100 mA/F. Während dieses Tests beträgt die Kapazitätsänderung (Kapazitätsabnahme) weniger als 30 %. Der Innenwiderstand soll sich dabei weniger als verdoppeln. Die Wellenform ist in der folgenden Grafik dargestellt.

Basierend auf der im Datenblatt angegebenen Lebensdauer kann das allgemeine Arrhenius-Gesetz verwendet werden:

 Lx = geschätzte Lebensdauer

 L0 = angegebene Lebensdauer

 T0 = obere spezifizierte Kondensatortemperatur

 Tx = tatsächliche Betriebstemperatur der Kondensatorzelle

Superkondensatoren haben häufig nur eine sehr geringe Nennspannung. Unsere Superkondensatoren haben eine Nennspannung von 2,7 V. Für viele Anwendungen ist es daher nötig, die Kondensatoren in Reihe zuschalten.

Da die Bauteile mit einer Toleranz von -10% / +30% spezifiziert sind, kann es dazu kommen, dass sich die Spannung entsprechend der Kapazität so aufteilt, dass einzelne Bauteile überlastet werden. Vor allem, wenn die Bank nahe an der Nennspannung der Bauteile betrieben wird, ist ein Balancing zwingend erforderlich. Für weitere Informationen schauen Sie sich gerne ANP090 "Keep the Balance – Balancing for Supercapacitors" an.

Superkondensatoren (EDLCs) sind Kondensatoren. Dieser Umstand macht Ihr Handling allgemein einfacher im Vergleich zu Batterien. Sie können durch jede strombegrenzende Energiequelle geladen werden. Sie können bis 0 V entladen werden, ohne, dass das Bauteil dadurch Schaden nimmt.

Dennoch sind einige Punkte bei einem Design eines Energiespeichers mit Superkondensatoren zu beachten.

In unserer Application Note ANP077 beschreiben wir in einem Ratgeber, wie der Design Prozess von Superkondensatoren ablaufen kann und worauf geachtet werden sollte.