Der Doppelschichtkondensator oder auch "Gold-Cap"
- Von den Gold-Caps gibt es verschiedene Bauformen
- aus einem Onkyo Receiver
- Goldcap - beide Bauformen
- Austausch-Vorrat 2024
- normale Elkos
Dez. 2022 - Über einen "Gold-Cap" Doppelschichtkondensator bin ich schon viel früher gestolpert, wußte aber mit dessen besonderen Eigenschaften nicht so viel anzufangen. Die Vermutung, daß dort goldene Kappen drauf wären, entpuppte sich als Unsinn.
Beim äußerlichen Betrachten fällt auf, er ist kleiner als ein normaler Elektrolyt-Kondensator (mit gleicher Kapazität) und er sieht aus wie eine Knopfzelle oder ein kleiner Akku.
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Der Doppelschichtkondensator wurde in Japan produktionsreif entwickelt. Wer ihn wirklich erfunden hat, ist "mehrdeutig". Oft werden die Firmen Panasonic, NEC und ELNA mit unterschiedlichen Eigennamen genannt. Weiterhin ist er etwa 10 x so teuer im Vergleich zu Standard-Kondensatoren.
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Wer nutzt diese besonderen Eigenschaften ?
Ein Kondensator an sich speichert elektrische Energie - mal mehr - mal weniger. Unsere Elektrolytkondensatoren nutzen wir zum Beispiel zur Abkoppelung von Gleichspannungen in Signalwegen und zur Glättung von gleichgerichteter Wechselspannung in Netzteilen.
Diese Kondensatoren können ihre Ladung nur eine kurze Zeit behalten, sie entladen sich mehr oder weniger schnell. Will man eine Spannung (die Ladung) aber länger aufheben, benutzte man bisher kleine Akkus - wieder aufladbare Batterien.
Doch die Akkus hatten wiederum andere Nachteile, so zum Beispiel eine begrentze Anzahl von Lade-Zyklen, wobei sie so nach und nach immer weniger Energie speicherten.
Das hat man beim Doppelschichtkondensator nicht. Wird solch ein Gold-Cap aufgeladen und dann nur ganz gering belastet, hält er die Spannung über Monate. Und das ist eine Eigenschaft, die bei sogenannten embedded Microcontrollern in der Industrie, bei den Maschinensteuerungen und auch in den modernen Kraftfahrzeugen und natürlich bei uns in der Audio- und Video-Technik sehr sehr hilfreich ist.
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Wir betrachten unseren VSX-859 A/V Receiver von Pioneer Baujahr 2001
Abweichend von unseren uralten Hifi- und Stereo-Geräten, bei denen so gut wie alle Funktionen über Drehschalter und Drucktasten-Streifen "kodiert" (und damit aufrufbar) waren, sind die modernen A / V Geräte viel viel aufwendiger und auch leistungsfähiger - flexibler, was ihre Funktionsvielfalt angeht.
So kann man bei dem Pioneer VSX-859 zum Beispiel die Höhen- und die Bass-Anhebung (oder Absenkung) sowohl für Stereo an 2 Front-Kanälen wie auch bei Surroundwiedergabe an allen 5 Kanälen getrennt einstellen und abspeichern !! Wenn man das (und viele andere Einstellungen) jedesmal beim Einschalten wiederholen müsste, wäre der Wahnsinn vorprogrammiert.
Diese - und viele andere Einstellungen auch - müssen darum irgendwie aufgehoben - gespeichert - werden. Die Entwickler der Microcontroller wissen das seit langem und haben in ihre Chips besondere Anschlüsse eingebaut, die mit Hlfe solch eines Gold-Caps Kondensators langzeit- gespeist werden und einen RAM-Speicher (-Bereich) mit geringstem Stromverbrauch am Leben erhalten.
Von Ihrem PC wissen Sie, nach dem Aussschalten ist alles im Hauptspeicher wieder weg. Was nicht auf der Platte oder SSD (oder in einem Spezialspeicher) abgelegt ist, muß(te) neu geladen werden.
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Die Gold-Cap Eigenschaften etwas genauer betrachten
- erst mal im Dunklen suchen
Ein anderer Artikel sagt: Dieser Kondensator-Typ besitzt einen Innenwiderstandswert bis zu 100 Ω, der ihn unempfindlich gegen Stromspitzen bei der Ladung oder Entladung macht.
Die Gold-Cap Kondensatoren können daher direkt ohne Vorwiderstand geladen werden. Das stimmt nur bedingt, denn ein hoher Lade- / Entlade-Strom erzeugt Abwärme und die ist schädlich.
Also sollte man den Kondensator vernünftig (gebremst) aufladen. Das Entladen ist für unsere Zwecke ebenfalls sensibel, denn wir wollen ja diese aufgeladene Spannung möglichst lange erhalten.
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Den Kondensator zu Testzwecken entladen
Um den auf der CPU-Platine eingelöteten Kondensator testweise vollständig zu entladen, haben wir mit einem 16 kOhm Widerstand angefangen. Das hat sich als zu vorsichtig erwiesen. Die Entladekurve ist eine exponentielle Kurve. Das bedeutet, die Entladung vollzieht sich immer langsamer, je weiter die Spannung absinkt.
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- Messung nach dem Ausbau des Boards
- ca. 2,9 Volt
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Daher wurde ein weiterer 6 kOhm Widerstand hinzugefügt. Die Entladung von 2,8 Volt bis auf 10 Milli-Volt dauert über 10 Stunden. Neugierig geworden, habe ich die Specs des Microcontollers durchforstet und einen "Wait-Modus" gefunden, bei dem der gesamte Controller (bei nur noch 32 kHz Taktfrequenz anstelle von 16 MHz) nur zwischen 0,7 und 1,8 uA Strom zieht.
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Der von dem Gold-Cap versorgte Controller-Pin muß weiterhin mehrere Megohm Innenwiderstand besitzen, sodaß es wirklich realistisch ist, wenn die aufgehobenen Bediener-Einstellungen über viele Monate erhalten bleiben.
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Bei aller Vorsicht - es dauert lange mit dem Entladen
Unser Multimedia Receiver soll ja wieder in Betrieb gehen, darum ist besser etwas Vorsicht angebracht als die brutale Tour - das wäre ein Kurzschluss. So hat die Entladung bis auf einen minimalen Spannungs-Grundstock von 11 Millivolt fast 14 Stunden gedauert.
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Nachtrag :
Beim Einschalten des Pioneer VSX-859 Receivers hatte der zwar alles "vergessen", nur den Fehler hat der Microcontroller leider immer noch erkannt und dann den Receiver mit "POWER OFF" einfach wieder ausgeschaltet, genauso wie vorher.
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