¿Cómo trabajar con supercondensadores?

Estoy pensando en usar un supercondensador para alimentar un dispositivo con bajo consumo de energía. Tengo un condensador de 1 F con una potencia nominal de 5.5 V y planeo cargarlo con un voltaje de entrada de 5 V.

¿Qué precauciones debo tomar al cargarlo? Me temo que sobrecargará mi fuente de alimentación si la conecto directamente.

Cualquier otro consejo sería apreciado también.

He tenido varios estudiantes que han usado cargadores super cap . Proporcionan muchas características agradables, como el límite de corriente variable en la carga, la particular a la que me vinculé también lo hará para que pueda usar 2 tapas con un voltaje más bajo en cada una y se asegurará de que no sobrecargue el voltaje. .

El único inconveniente es que los chips son MUY pequeños y pueden ser difíciles de soldar si no tienes mucha experiencia.

No solo freirá la fuente de alimentación, sino que también dañará su supercaps: sus conexiones internas no pueden soportar altas corrientes de pico.

Cárguelo con una corriente de 0.1A usando la resistencia limitadora de corriente en el caso más simple.

Lo mismo se aplica para la descarga, nunca cables cortos.

Compre una fuente de alimentación CC / CV, compré una 3A por £ 40. Los he usado antes y no se dañarán, incluso con un corto continuo. Puede configurar el control CV a aproximadamente 5 voltios y el control CC a la corriente de carga máxima: 1 o 2 amperios. Inicialmente, la corriente se mantendrá alta, pero a medida que el voltaje aumente, el suministro disminuirá la corriente automáticamente. Además, el control CV garantiza que la tapa nunca se dañará por un alto voltaje de suministro.

Paso 1: especifique las restricciones sobre el comportamiento de carga que desee, en función de las características del condensador y / o su fuente de alimentación. (por ejemplo, límite de corriente de no más de 0.2A o 0.5A o 0.1A o lo que sea)

Paso 2: Construya un circuito que cumpla con esas características. Si la corriente es baja, puede hacer esto con una resistencia. Resulta que si haces los cálculos que cargar un condensador a través de una resistencia de 0V a un voltaje fijo, siempre desperdicia exactamente el 50% de la energía involucrada, por lo que no es muy eficiente, pero tampoco es terriblemente ineficiente. Si necesita una mayor eficiencia, necesita una fuente de alimentación conmutada de algún tipo. Los apropiados para esta aplicación producirían una corriente casi constante en el condensador con un límite de voltaje.

Si fuera mi fuente de alimentación, tendría una que puede manejar cortocircuitos muertos con algún tipo de limitación de corriente, y no preocuparme por eso. Esto es ineficiente, ya que la energía se disipará dentro de la fuente de alimentación.

Si le preocupa que la corriente de entrada dañe el suministro, coloque un inductor en serie con el condensador. Los inductores resisten los cambios en la corriente, pero eventualmente se convierten en cables rectos. Querrá algo como se muestra aquí http://www.hammondmfg.com/153.htm con el núcleo laminado y el soporte de montaje de metal.

¿Qué tamaño? Para tener una idea aproximada ... La ecuación fundamental para los inductores es dI / dt = V / L. reorganice esto para dI = (V / L) dt e imagine deltas griegas mayúsculas en lugar de las minúsculas 'd' infinitesimales. El cambio en la corriente es de cero a la corriente de entrada inicial. Pongamos dt en 1 segundo, ya que, aunque no estamos tratando de construir un circuito resonante, la frecuencia característica para un circuito con 1F y 1H es 1 radianes / segundo. Supongamos que obtienes una buena bobina fuerte de 1H. La caída de voltaje inicial a través del inductor es de 5V. Entonces obtenemos 5 amperios. En la vida real, la ESR del condensador y la resistencia interna de la fuente de alimentación, así como su capacidad para suministrar solo una cantidad de corriente, significa que probablemente no obtendrá eso. Limitar la corriente para decir 1A significa una bobina de 5H.

La forma menos eficiente de limitar la corriente es con una resistencia o un regulador de corriente como un LM317. Pero es probable que sea mucho más barato que una bobina 5H, a menos que ya tenga una bobina como esa en una caja de piezas no deseadas (esto era común en los televisores antiguos de los años 1960/70)

Los circuitos de carga de supercondensadores pueden involucrarse bastante para aplicaciones que cosechan pequeñas cantidades de energía, donde no se debe desperdiciar ni un microvatio, donde es vital una eficiencia> 90% en la carga. En algunas aplicaciones, la corriente de carga puede ser solo un pequeño factor mayor que la corriente de fuga. Una buena lectura con detalles técnicos: http://www.energyharvestingjournal.com/articles/using-a-supercapacitor-to-manage-your-power-00001921.asp