Cómo calcular cuánto tiempo puede proporcionar energía una supercap

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¿Cuál es la fórmula para calcular cuántos segundos puede proporcionar energía un supercapacitor cuando se emplea un convertidor buck / boost?

También, qué tan diferente sería ese cálculo al usar un par de supercápsulas en serie (por ejemplo, 2x 2.7V @ 1F)

Datos de ejemplo:

Supercap : 5.5V, 1F; Panasonic EEC-S5R5V105 enlace

Buck / Boost (5V fuera): XL6009, 94% de eficiencia; ¿hay otras especificaciones relevantes? enlace

Cargar: 5V, 250mA (Raspberry Pi)

(aplicación prevista: para proporcionar unos segundos para guardar la configuración en caso de pérdida de energía para un RasPi incorporado)

    
pregunta svenema

2 respuestas

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El tiempo de espera es

T = \ $ \ frac {C (V_s - V_f)} {I} \ $

donde I es la corriente, C es la capacitancia, Vs es la tensión inicial en el capacitor, Vf es la tensión final en el capacitor (quizás la tensión mínima a la que funcionará el sistema).

Eso es para un condensador ideal. Si el capacitor tiene una resistencia interna significativa, el voltaje caerá una cantidad adicional I * R, por lo que se reducirá el tiempo de retención. Para un capacitor no ideal, también ajuste I para agregar la corriente de fuga interna.

Si está intentando mantener un RPi el tiempo suficiente para un apagado ordenado, creo que necesitará un supercapacitador muy grande con una resistencia interna baja o una batería.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Si su modo buck es más eficiente, debería pasar de un voltaje más alto a uno más bajo. Si el boost es más eficiente, es justo lo contrario.

Compruebe el voltaje dentro del PI. Creo que internamente solo necesita 3V3. Al menos el 90% corre de 3V3 si recuerdo bien. Por lo tanto, está teniendo condensadores de 5V que descargan. Usted aumenta a 5V, que luego se convierte en 3V3 dentro del PI: ¡no es lo ideal!

Para el apagado de Linux, puede ignorar todo lo que es 5V, ya que solo la CPU y la DRAM deben seguir funcionando y eso es todo 3V3. Oh! y la SDCARD, también 3V3.

Editar edición.
Suponiendo que la CPU, etc. necesita 3.3V, agregue una caída de voltaje del regulador Pi interno ~ 200mV. Use su tiempo de ejecución de 2 segundos: luego su voltaje externo puede caer de 5V a 3.5V en dos segundos. Usar la fórmula de @ Spehro Pefhany te da ~ 0.33F sin necesidad de un convertidor buck / boost. Tomaría uno un poco más grande ya que usamos una serie de valores estimados.

Tenga en cuenta que cuando encienda la fuente de alimentación de 5 V, esos condensadores deberán cargarse y parecer un corto circuito por un tiempo. Su suministro de 5V podría no gustar eso. Puede solucionar esto agregando un diodo paralelo R + en serie con la tapa, pero eso le da una caída de voltaje adicional que debe compensar.

    
respondido por el Oldfart

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