Estoy interesado en construir un cargador de manivela para un banco supercapacitador de 12V. Necesitaré múltiples supercápsulas en serie para alcanzar 12V, pero para mi principiante, parece más eficiente cargar en paralelo y luego cambiar a serie para descargar. Obtengo más capacitancia y mi resistencia debería ser menor. Por lo tanto reduciendo el par de manivela de la manivela. Estoy buscando a alguien que sepa mucho más que yo que me diga si me equivoco. Gracias!
Con una manivela X y un súper capacitor Y, si apilas varias Y para cargar con X, esto será un trabajo más liviano, pero tomará más tiempo. Esa última parte es, por supuesto, simplemente la conservación de la energía.
Si la manivela X no puede suministrar el voltaje apilado, no los llenará y el paralelo sería una opción.
Su conclusión inicial es correcta, obtiene una capacitancia visible más alta y una resistencia más baja, pero para un generador / manivela esto es en realidad "más trabajo". Piense en una resistencia baja como un cortocircuito y en una resistencia alta como cables desconectados. Intente girar la manivela sin nada conectado, luego haga un cortocircuito con la manivela e intente girarla nuevamente.
Pronto encontrará que el cortocircuito es mucho más trabajo.
Editar, debido a tu comentario anterior:
Tenga en cuenta que el K-Tor, como se anuncia, suministra 120 VCC. No 12V en absoluto. Necesitará una fuente de alimentación de conmutación para poder transferir los 120 VCC de manera eficiente a un banco de búferes de alimentación de 12 V, como las tapas que desea usar. En este caso, puede optimizar el banco de condensadores que construye. (13V5 para 5caps apilados, por ejemplo).
Esta es una técnica 'estándar'. Hay un dispositivo llamado generador Marx que se usa para generar voltajes muy altos. Consiste en una serie de condensadores conectados en paralelo con resistencias y en serie con huecos de chispa. Los condensadores se cargan en paralelo a través de las resistencias, luego se descargan en serie a través de las brechas de la chispa, multiplicando la tensión de entrada por el número de capacitores. Parece que quieres hacer lo mismo, pero a un voltaje mucho más bajo.
La misma cantidad de energía se almacenará en los condensadores en cualquiera de las configuraciones, por lo que se trata principalmente de si la configuración en paralelo será mejor para la carga o no. Agregar los interruptores necesarios para seleccionar entre serie y paralelo sin duda agregará un poco de complejidad, pero no está claro si vale la pena o no. Los interruptores también podrían requerir bastante energía para activarse, dependiendo del tipo de dispositivo que uses; Este poder no estará disponible para su carga.
Puede ser una buena idea observar las características de su generador. Si coloca las tapas en paralelo, el voltaje cambiará más lentamente con la corriente de entrada. Esta podría ser una buena configuración si tiene un generador de bajo voltaje que puede suministrar mucha corriente. De lo contrario, podría ser una mejor idea ponerlos en serie.
Cuando sus capacitores están en paralelo, para cargar, la capacitancia total será la suma de todas las capacitancias, el valor de la resistencia en serie equivalente (ESR) será los valores de los ESR individuales en paralelo, y el arranque será Mucho más difícil que si estuvieran en serie.
En serie, para la descarga, el voltaje a través de la cadena será la suma de los voltajes de los condensadores individuales, la capacitancia total de la cadena será la capacitancia de un condensador individual dividida por el número de condensadores en la cadena y ESR será la suma de los ESR individuales de los condensadores en la cadena.
No es una buena idea cargar un directorio de supercapacitadores desde un dispositivo de manivela. Las manivelas manuales indican el aumento y el descenso de la tensión debido a la variación de la manivela por parte del usuario. Un voltaje demasiado bajo y ninguna carga baja, demasiado alto y el condensador se dañará. Los supercapacitores son muy sensibles a la sobretensión.
Sin embargo, hay una manera confiable de lograr esto. Conecte la salida de la manivela a un capacitor de alto voltaje que se utilizará como almacenamiento de energía temporal. Iguala la potencia de modo que se pueda utilizar para cargar los supercapacitores.
Se puede usar un regulador de voltaje constante con un límite de corriente ajustable para cargar de manera segura los supercapacitores. El límite de corriente debe ajustarse a un punto donde no sea difícil accionar la manivela.
Si su manivela genera 120 VCC como lo menciona uno de los otros carteles, también deberá encontrar una forma de reducir el voltaje a un nivel razonable a menos que pueda encontrar un regulador que pueda manejar el alto voltaje. Puede intentar experimentar con fuentes de alimentación para computadoras pequeñas diseñadas para funcionar a 120 VCA. Algunos pueden operar con voltajes mucho más bajos y podrían ser proporcionados por el tanque de almacenamiento de energía y la regulación de voltaje en un dispositivo prefabricado.
Recomendaría colocar los condensadores en serie y usar un chip diseñado para equilibrar la carga de los condensadores. Esto hará que sea más fácil obtener una carga uniforme a través de los condensadores.
Al extraer energía de los supercapacitores, debe tener en cuenta que, a diferencia de una batería que producirá un voltaje de salida bastante constante, los condensadores caerán en una escala lineal. Por lo tanto, para obtener la mayor potencia de los condensadores, debe comenzar con un voltaje más alto del que necesita para alimentar la carga.
Si pretende alimentar un circuito de 12 V, la mejor manera sería apilar los condensadores hasta 30 voltios. Luego, use un regulador de refuerzo para proporcionar una salida de 12V. Mientras que los capacitores están en un voltaje más alto, el regulador operará en un modo reductor, reduciendo el voltaje. Cuando el voltaje del capacitor cae por debajo de 12V, el regulador aumentará el voltaje hasta 12V. Este tipo de circuito permitirá que los condensadores se descarguen hasta aproximadamente 4 V, dependiendo de la resistencia interna de los condensadores, la corriente de carga y las capacidades del regulador.
La construcción de un regulador de aumento no es simple, pero al usar el diseño existente de una hoja de datos no está más allá de la mayoría de los constructores con el conocimiento suficiente para construir un regulador lineal. También puede encontrar dispositivos prefabricados disponibles de vendedores de electrónica excedentes.
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