Supercapacitores en serie

  

¿Puedo cargar series de 4 supercapacitores Maxwell BCAP3000 con   método de corriente constante usando una fuente de alimentación ajustable, y exceda   la tensión nominal para una sola celda?

Cualquier condensador puesto en serie aumentará la tensión nominal del condensador. Tenga en cuenta que los supercapacitores son diferentes de los condensadores normales debido a su muy baja ESR (resistencia equivalente en serie). La ESR podría crear problemas si la corriente se obtiene lo suficientemente rápido para calentar los capacitores (si la calificación de la ESR varía aproximadamente en un 50%, entonces el capacitor de la ESR más alto generará la mayor parte del calor, en este caso deberá balancear los capacitores).

También es necesario equilibrar si los valores de los condensadores son diferentes:

  

Dado que el voltaje individual de la celda ultracapacitora es relativamente limitado   En comparación con la mayoría de los requisitos de aplicación, es necesario   Para conectar en serie los ultracapacitores para lograr el voltaje requerido.   Porque cada ultracapacitor tendrá una ligera tolerancia en   La capacitancia y la resistencia son necesarias para equilibrar, o prevenir,   Los ultracapacitores individuales superan su voltaje nominal. Considerar   una cadena de 3 ultracapacitores con el siguiente rendimiento:
  C1 = 100F y 0.011 ohmios
  C2 = 110 F y 0.012 ohmios
  C3 = 95 F y 0.010 ohmios

     

Si cada ultracapacitor está inicialmente a 0 voltios y la cadena de   Los ultracapacitores se cargan a 7,5 voltios a una corriente constante y luego C3.   Alcanzará los 2,5 voltios antes de C2 o C1. dt = IC • dV Por lo tanto, si la cadena es   no a 7.5 voltios C3 continuará cargando por encima de su voltaje nominal de   2,5 voltios. Para resolver este problema, se requiere balanceo para mantener los ultracondensadores dentro de su voltaje nominal. Lata de equilibrio   Se logrará a través de dos métodos diferentes, balanceo activo o pasivo.   balanceo.

Fuente: www.maxwell.com/images/documents/PG_boostcap_product_guide.pdf

No hay ninguna indicación cuando se usan los dispositivos SAB (probablemente la placa de balanceo Maxwell que está usando). Se basa en equilibrar las fugas de las supercaps conectadas en serie y no protegerlo de un balanceo pobre a una corriente de carga alta. Dado que los valores de los límites máximos pueden variar en más del 20% ( hoja de datos ) tendrá tensiones de terminal desequilibradas, por lo que Debe proporcionar esta protección.

Sí, puedes terminar fácilmente la tensión de un condensador debido a la sobretensión.
Si va a cargar la cadena de condensadores en, por ejemplo, 10A (su PS en modo CC), debe tener en cuenta la posibilidad de que cualquiera de los topes pueda entrar en sobretensión (lo que seleccione como voltaje de terminal, en este caso 2.7). V máximo). En ese momento, debe dejar de cargar el capacitor, por lo que debe colocar el 10A alrededor de la tapa, lo que detendrá su carga.
A 2.7 V y 10 A, obviamente necesita disipar 27 W en la derivación mientras que las otras tapas continúan cargando.

Dado que tiene 4 mayúsculas en serie, necesitará un equilibrador de derivación en cada tapa para protegerla.
La forma de crear su mecanismo de protección depende de la corriente de carga máxima que desee.

Por ejemplo, si establece la corriente máxima en, digamos, 1A, solo tendrá que disipar 2.7W en cada derivación, lo que sería mucho más fácil de diseñar. En el peor de los casos, tendrá 3 de las 4 derivaciones activas, por lo que un total de aproximadamente 8W. En 10A puede necesitar disipar el peor de los casos 80W.

Hay un poco de complejidad adicional debido a la ESR, pero en el caso de las mayúsculas que está usando, esto es muy bajo, por lo que casi se puede ignorar (el delta V máximo sería 290mV @ 1A).