Modificación del circuito del supercapacitador

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Estoy buscando construir un circuito de UPS usando supercapacitores.

He visto varios circuitos publicados en línea, y muchos de ellos parecen muy complejos (algunos usan lipos, otros usan NiMH, etc.).

Tenga en cuenta que no sé de electrónica y el grado de mi conocimiento es que puedo seguir un circuito y soldarlo (siempre que no sea demasiado complejo).

Encontré el siguiente circuito y me preguntaba si funcionaría para la Raspberry Pi y otros SBC basados en 5v.

enlace

¿Podría potencialmente usar supercápsulas de 300f con este circuito?

El sitio web dice que soporta 5v en 2.5A. ¿Cómo calculo cuánto tiempo podría sostener 5v en 1.0 - 2.5A con este circuito (o usando tops más grandes, por ejemplo, supercaps de 300f)?

¿Puedo modificar el circuito para activar el pin GPIO en el SBC cuando cambia al modo de respaldo (es decir, falla la alimentación de CC)? Los pines GPIO en la mayoría de los SBC son 3.3v.

Mi objetivo es construir un circuito que podría mantener una placa funcionando durante un par de minutos como máximo (suponiendo un consumo actual de alrededor de 1 - 2A con alimentación de respaldo). Alrededor de 2-3 minutos sería genial, o alrededor de 1 minuto como mínimo.

También necesito que el circuito pueda proporcionar alrededor de 2.5A cuando se alimenta desde la verruga de la pared (y mientras la batería se está cargando).

El otro problema que tengo es que cuando descargo la versión LTspice del circuito, muestra los supercaps como 5m. Cuando lo cambio a 50f, la simulación no parece funcionar correctamente.

¡Gracias!

    
pregunta Driv

1 respuesta

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En teoría, puede sustituir cualquier supercapital en la entrada siempre que la fuente original pueda manejar la corriente de entrada. Sin duda añadiría algo de protección de corriente de arranque antes de esto.

La simulación de convertidores DC-DC es extremadamente costosa desde el punto de vista computacional, y es probable que la razón por la que el modelo SPICE provisto usó límites de 5 mF. En teoría, no debería haber efectos negativos (aparte de lo que mencioné sobre la corriente de irrupción, lo que sería un problema incluso con los límites máximos de 50F).

Además, tenga en cuenta que los capacitores en serie tienen una capacidad reducida, por lo que la capacidad de entrada neta del circuito de ejemplo con 2 tapas de 50F es solo de 25F. Necesitas estos 2 porque la mayoría de las súper gorras no pueden manejar 5V por sí mismas.

Suponga que desea proporcionar una salida continua de 5V @ 2A durante 1 minuto, y que el convertidor es 100% eficiente. Eso significa que consumirá 10W de potencia constante de los condensadores, o un total de 600J de energía durante 1 minuto.

El voltaje a través de los capacitores de entrada puede ir de 5V a 0.5V. Eso significa que la energía total disponible es:

\ begin {align} E = \ frac {1} {2} C (5 ^ 2 - 0.5 ^ 2) \ end {align} Sustituyendo en el 600J y resolviendo C, C = 48.5F . Por lo tanto, tener 150F (2 tapas de 300F en serie) es suficiente para mantener este circuito con vida durante al menos 1 minuto.

Ahora suponga que el convertidor es 50% eficiente. Todo lo que necesita hacer es duplicar la capacitancia requerida, lo que significa que los límites de 300 F que quería usar aún son suficientes para el trabajo.

Este circuito es capaz de suministrar el 2.5A junto con la carga de las tapas siempre que su verruga de pared sea capaz de proporcionar la corriente para ambos (es decir, debe tener una clasificación de corriente de > 2.5A).

Una forma muy fácil de detectar si la verruga de la pared está activada es agregar algún dispositivo de una vía y un pin de detección en sentido ascendente. Por ejemplo, podría usar un diodo Schottky:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Tenga en cuenta, sin embargo, que deberá tener en cuenta la caída de voltaje en el diodo (generalmente ~ .15-.5V para un diodo Schottky).

Este circuito no funcionará como está con casi toda la química moderna de la batería recargable disponible (es decir, no puedes simplemente reemplazar las súper tapas con un paquete de baterías).

    
respondido por el helloworld922

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