Wie arbeite ich mit Superkondensatoren?

Ich denke an die Verwendung eines Superkondensators zur Stromversorgung eines Geräts mit geringem Stromverbrauch. Ich habe einen 1-F-Kondensator mit einer Nennspannung von 5,5 V und plane, ihn mit einer Eingangsspannung von 5 V aufzuladen.

Welche Vorsichtsmaßnahmen sollte ich beim Aufladen treffen? Ich befürchte, dass mein Netzteil dadurch überlastet wird, wenn ich es direkt anschließe.

Alle anderen Tipps wäre auch dankbar.

Ich hatte mehrere Studenten, die Super-Cap-Ladegeräte verwendet haben . Sie bieten viele nette Funktionen wie die variable Strombegrenzung des Ladevorgangs. Die spezielle, mit der ich verbunden bin, macht es auch so, dass Sie 2 Kappen mit jeweils niedrigerer Spannung verwenden können, und es stellt sicher, dass Sie eine nicht überspannen .

Der einzige Nachteil ist, dass die Chips für diese sehr klein sind und schwer zu löten sein können, wenn Sie nicht sehr erfahren sind.

Sie werden nicht nur das Netzteil braten, sondern auch Ihre Superkappe beschädigen - die internen Verbindungen können hohen Spitzenströmen nicht standhalten.

Laden Sie es im einfachsten Fall mit einem Strombegrenzungswiderstand mit 0,1 A Strom auf.

Gleiches gilt für das Entladen - niemals kurze Leitungen.

Kaufen Sie ein CC / CV-Netzteil, ich habe ein 3A-Netzteil für £ 40 gekauft. Ich habe sie schon einmal benutzt und sie werden sich selbst bei einem ununterbrochenen Kurzschluss nicht selbst beschädigen. Sie können den CV-Regler auf ca. 5 Volt und den CC-Regler auf den maximalen Ladestrom einstellen - 1 oder 2 Ampere. Anfangs bleibt der Strom hoch, aber wenn die Spannung ansteigt, fällt die Stromversorgung automatisch ab. Darüber hinaus stellt die CV-Steuerung sicher, dass die Kappe niemals durch eine hohe Versorgungsspannung beschädigt wird.

Schritt 1: Geben Sie die gewünschten Einschränkungen für das Ladeverhalten an, basierend auf den Eigenschaften des Kondensators und / oder Ihrer Stromversorgung. (zB Stromgrenze von nicht mehr als 0,2 A oder 0,5 A oder 0,1 A oder was auch immer)

Schritt 2: Erstellen Sie eine Schaltung, die diese Eigenschaften erfüllt. Wenn der Strom niedrig ist, können Sie dies einfach mit einem Widerstand tun. Es stellt sich heraus, dass das Laden eines Kondensators über einen Widerstand von 0 V auf eine feste Spannung immer genau 50% der Energie verschwendet, so dass es nicht sehr effizient ist, aber es ist auch nicht schrecklich ineffizient. Wenn Sie einen höheren Wirkungsgrad benötigen, benötigen Sie eine Art Schaltnetzteil. Diejenigen, die für diese Anwendung geeignet sind, würden einen nahezu konstanten Strom in den Kondensator mit einer Spannungsgrenze erzeugen.

Wenn es mein Netzteil wäre, hätte ich eines, das tote Kurzschlüsse mit einer Art Strombegrenzung handhaben kann und sich darüber keine Sorgen macht. Dies ist ineffizient, da die Energie innerhalb der Stromversorgung abgeführt wird.

Wenn Sie befürchten, dass der Einschaltstrom die Versorgung beschädigt, schalten Sie einen Induktor in Reihe mit dem Kondensator. Induktivitäten widerstehen Stromänderungen, wirken jedoch schließlich wie ein gerader Draht. Sie möchten etwas wie hier gezeigt http://www.hammondmfg.com/153.htm mit dem laminierten Kern und der Metallhalterung.

Welche Größe? Um eine grobe Vorstellung zu bekommen ... Die Grundgleichung für Induktivitäten lautet dI / dt = V / L. Ordnen Sie dies für dI = (V / L) dt neu an und stellen Sie sich griechische Großdeltas anstelle der infinitesimalen Kleinbuchstaben vor. Die Stromänderung erfolgt von Null zum anfänglichen Einschaltstrom. Setzen wir dt auf 1 Sek., Da wir zwar nicht versuchen, einen Resonanzkreis aufzubauen, die charakteristische Frequenz für einen Kreis mit 1F und 1H 1 Radian / Sek. Beträgt. Angenommen, Sie erhalten eine schöne, kräftige 1H-Spule. Der anfängliche Spannungsabfall über der Induktivität beträgt 5V. Wir bekommen also 5 Ampere. Im wirklichen Leben bedeutet der ESR des Kondensators und der Innenwiderstand des Netzteils sowie seine Fähigkeit, nur so viel Strom zu liefern, dass Sie das wahrscheinlich nicht bekommen werden. Den Strom auf 1A zu begrenzen bedeutet eine 5H-Spule.

Die am wenigsten effiziente Möglichkeit, den Strom zu begrenzen, ist ein Widerstand oder ein Stromregler wie ein LM317. Dies ist jedoch wahrscheinlich viel billiger als eine 5H-Spule, es sei denn, Sie haben bereits eine solche Spule in einer Junk-Teile-Box (diese waren in alten Fernsehgeräten der 1960er / 1970er Jahre üblich).

Superkondensator-Ladekreise können für Anwendungen, bei denen kleine Energiemengen gewonnen werden, bei denen nicht ein Mikrowatt verschwendet werden sollte und bei denen ein Wirkungsgrad von> 90% beim Laden von entscheidender Bedeutung ist, sehr wichtig sein. In einigen Anwendungen ist der Ladestrom möglicherweise nur ein kleiner Faktor größer als der Leckstrom. Eine gute Lektüre mit technischen Details: http://www.energyharvestingjournal.com/articles/using-a-supercapacitor-to-manage-your-power-00001921.asp