Como trabalhar com supercapacitores?

Estou pensando em usar um supercapacitor para alimentar um dispositivo com baixo consumo de energia. Eu tenho um capacitor de 1 F avaliado em 5,5 V e pretendo carregá-lo usando tensão de entrada de 5 V.

Que precauções devo tomar ao carregá-lo? Receio que ela sobrecarregue minha fonte de alimentação se eu a conectar diretamente.

Quaisquer outras dicas também serão apreciadas.

Eu tive vários estudantes que usaram carregadores de super cap . Eles fornecem muitos recursos interessantes, como limite de corrente variável no carregamento, o que eu liguei também fará com que você possa usar 2 tampas com menor voltagem em cada um e garantirá que você não sobrecarregue um .

A única desvantagem é que os chips são MUITO pequenos e podem ser difíceis de soldar se você não tiver muita experiência.

Você não apenas vai fritar a fonte de alimentação, mas também danifica sua supercap - suas conexões internas não podem suportar altas correntes de pico.

Carregue-o com uma corrente de 0,1 A usando resistor limitador de corrente no caso mais simples.

O mesmo se aplica à descarga - nunca ligações curtas.

Compre uma fonte de alimentação CC / CV, peguei uma 3A por £ 40. Eu os usei antes e eles não se danificam, mesmo com um curto contínuo. Você pode definir o controle CV para cerca de 5 volts e o controle CC para a corrente de carga máxima - 1 ou 2 amperes. Inicialmente, a corrente permanecerá alta, mas à medida que a tensão aumenta, a fonte diminui a corrente automaticamente. Além disso, o controle CV garante que a tampa nunca seja danificada por uma alta tensão de alimentação.

Etapa 1: especifique as restrições sobre o comportamento de carga desejado, com base nas características do capacitor e / ou da fonte de alimentação. (por exemplo, limite de corrente não superior a 0,2A ou 0,5A ou 0,1A ou o que for)

Etapa 2: construa um circuito que atenda a essas características. Se a corrente estiver baixa, você pode fazer isso com um resistor. Acontece que, se você fizer as contas, carregar um capacitor através de um resistor de 0V a alguma tensão fixa sempre desperdiçará exatamente 50% da energia envolvida, portanto não é extremamente eficiente, mas também não é terrivelmente ineficiente. Se você precisar de maior eficiência, precisará de algum tipo de fonte de alimentação comutada. Os apropriados para esta aplicação produziriam corrente quase constante no capacitor com um limite de tensão.

Se fosse a minha fonte de alimentação, eu teria uma que possa lidar com shorts com algum tipo de limitação de corrente, e não se preocupe. Isso é ineficiente, pois a energia será dissipada dentro da fonte de alimentação.

Se você estiver preocupado com a corrente de irrupção que prejudica o suprimento, coloque um indutor em série com o capacitor. Os indutores resistem a mudanças de corrente, mas acabam se estabelecendo como fios retos. Você vai querer algo como o mostrado aqui http://www.hammondmfg.com/153.htm com o núcleo laminado e o suporte de montagem de metal.

Que tamanho? Para se ter uma idéia aproximada ... A equação fundamental para indutores é dI / dt = V / L. reorganize isso para dI = (V / L) dt e imagine deltas gregos maiúsculos em vez das minúsculas infinitesimais 'd'. A mudança na corrente é de zero para a corrente inicial de partida. Vamos colocar dt em 1 segundo, pois, embora não estamos tentando construir um circuito ressonante, a frequência característica de um circuito com 1F e 1H é de 1 radiano / s. Suponha que você tenha uma boa bobina de 1H. A queda de tensão inicial no indutor é de 5V. Então temos 5 amperes. Na vida real, a ESR do capacitor e a resistência interna da fonte de alimentação, bem como sua capacidade de fornecer apenas tanta corrente, significa que você provavelmente não conseguirá isso. Limitar a corrente para dizer 1A significa uma bobina de 5H.

A maneira menos eficiente de limitar a corrente é com um resistor ou um regulador de corrente, como um LM317. Mas isso provavelmente é muito mais barato que uma bobina de 5H, a menos que você já tenha uma bobina como essa em uma caixa de peças indesejadas (isso era comum em TVs antigas das décadas de 1960 e 1970)

Os circuitos de carregamento do supercapacitor podem se envolver bastante em aplicações que coletam pequenas quantidades de energia, onde não é desperdiçado um microwatt, onde é essencial uma eficiência> 90% da carga. Em algumas aplicações, a corrente de carregamento pode ser apenas um fator menor que a corrente de fuga. Uma boa leitura com detalhes técnicos: http://www.energyharvestingjournal.com/articles/using-a-supercapacitor-to-manage-your-power-00001921.asp