Tamaño del condensador para respaldo de energía de apagón / apagón de 120 VCA

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ACTUALIZADO (más aclaración) Esencialmente, lo que estoy tratando de hacer podría llamarse "UPS basado en SuperCap". En otras palabras, reemplazar la batería en un circuito inversor de CC a CA con un supercondensador para proporcionar una alimentación de 120 VCA temporal a un dispositivo que consume aproximadamente 0,08 amperios o aproximadamente 10 vatios a 120 VCA.

¿Obtendré más tiempo de funcionamiento al cargar una tapa grande de 1 Farad a 12V o sería mejor almacenar 120V en una Cap que sea capaz de este voltaje, y en lugar de eso, el inversor convierta de 120VDC a 120VAC?

Estoy tratando de proporcionar tanto tiempo de ejecución al dispositivo final (que obviamente usa 120 VCA).

Entonces, ¿cuál es la forma más eficiente de obtener el máximo tiempo de ejecución a 120 VCA de una solución de inversor alimentado por condensador?

    
pregunta LCS

3 respuestas

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Digamos que su "inversor" funciona como un UPS con respaldo de batería, y que tiene un margen bastante amplio en su voltaje de almacenamiento, pasando de 14V a 7V antes de que se desconecte.

Eso significa que su capacitor principal en caso de que la opción de bajo voltaje solo pueda caer 7V.

La caída de voltaje a través de un capacitor es una parte integral de la señal de corriente que se toma, lo que se convierte en un poco de magia muy agradable con respecto a los sistemas de ecuaciones diferenciales una vez que agregas una carga constante de 10 W y una eficiencia de convertidor variable. así que lo voy a estacionar, porque soy perezoso y es de noche y tengo un millón de cosas que hacer.

((Ref: página de Wikipedia saltó al lugar donde se da la relación de corriente de voltaje de un condensador ))

¿Cómo voy a hacer esto?

  1. Coursely tome el 80% de eficiencia para un convertidor que va de 12VDC a 120VAC (lo que puede estar sobreestimándolo seriamente en un escenario de bricolaje, para ser honesto).
  2. Estime que el consumo de corriente es constante, calculado a un voltaje de capacitor de 9.5 V, en lugar del promedio exacto, el voltaje que tomé de mi gran sombrero de "eso es probable". Si desea hacer otros casos de uso, puede tomar el promedio, ya que una suposición actual constante estará fuera de lugar.
  3. Simplifique la integral para la corriente constante, que luego se convierte en una ecuación lineal simple: V = (I * t) / C.

Entonces, la corriente del capacitor será:

I = (10W / 0.8 [= eficiencia]) / 9.5V = ~ 1.32A

Que luego puede incluirse en la ecuación lineal simplificada para el supuesto de corriente constante (tenga en cuenta que este es un supuesto muy amplio y perezoso):

V = ~ (1.32A * t) / C

Supongamos que solo desea diez segundos de energía, con la caída de voltaje conocida de 7V en el condensador, que se convierte en:

7V ~ = (1.32A * 10s) / C

Que se convierte en:

C = ~ 13.2As / 7V = ~ 1.88F

Hagamos eso rápidamente también para 120VDC:

Las mismas suposiciones, pero el rango de voltaje será de 80V a 120V, probablemente, por lo que se permite una caída de 40V, estimando la constancia de la corriente en el punto de 90V:

I = 10W / 0.8 / 90V = ~ 139mA

con t = 10s:

40V = ~ 1.39As / C

C = ~ 1.39As / 40V = ~ 35mF - > Cargado hasta 120V = muy, muy letal.

Entonces, ya ves, ya he usado muchas suposiciones sobre todas las cosas que no nos estás dando sobre tu proyecto, y cómo podrás completar personalmente los componentes electrónicos y aún es mucho cálculo. a pesar de que hice una suposición muy mala y amplia de la corriente constante

La elección final dependerá de la fijación de todos los parámetros y algunos se entrelazarán. No hay una solución para eso y eso es lo que hace que el diseño electrónico sea un campo difícil.

Este es solo tu primer juego de pelota muy amplio. Pero para ser honesto, re: "muy, muy letal", si está haciendo esta pregunta, realmente no creo que deba considerar nada por encima de 30 VCC para almacenar energía como esta.

    
respondido por el Asmyldof
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Como han dicho otros, un condensador solo no funcionará. Lo que puede funcionar es un transformador ferro-resonante u otro dispositivo de estabilización de voltaje de CA. Los "ferros" son agradables porque son sencillos, sin embargo, pueden tener pérdidas en términos de poder.

Otra opción es un motor / generador de CA que normalmente funciona sin carga con un volante incorporado (que convierte la energía eléctrica en energía de rotación). Cuando se retira la fuente de alimentación, la masa de rotación genera una CA similar durante un corto período.

Una tercera solución sería una UPS respaldada por batería. Una muy small one uno sería suficiente para 10W.

    
respondido por el rdtsc
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Vas a tener un par de problemas con este enfoque. Lo más importante es que la etapa de su inversor solo puede llegar a un cierto voltaje de entrada mínimo. Él o el condensador también tendrán un voltaje máximo posible al que puede funcionar. Ese rango de voltaje, junto con la capacitancia, definirá su energía disponible.

\ $ \ frac {1} {2} C (V_ {max} ^ 2 - V_ {min} ^ 2) \ $

Añada aproximadamente un 10% de pérdida de eficiencia, y la energía disponible dividida por sus requisitos de energía debería darle su posible tiempo de ejecución.

    
respondido por el Stephen Collings

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