Buffrad strömförsörjning med "skvallerrör"

[byletomten]

Om jag sätter en lysdiod i serie med uppladdningen borde den väl tändas och släckas beroende på om det finns spänning eller inte eller tänker jag fel? (igen)

[MadModder]

Ska du ha nån slags indikation ska du sätta den parallellt, med ett eget seriemotstånd.

[RoPa]

Att linjärreglera ner till 5V kommer ge dig 20% av energin i supercapen, om du i stället använder denna kommer du få ut 40%, en fördubblad driftstid.

En sak till, spänningen i bilen kommer att vara upp till 15V så en stark rekommendation är att ta 6 st 2,5V supercaps i serie.
Har bestämt för mig att de är väldigt kinkiga med överspänning och 5 x 2,5 ger endast 12,5V vilket är under normal spänning i bil.

Personligen skulle jag sätta en 15V zener över supercapsen.

[MiaM]

Det fladdrar antagligen för att nätagget strömbegränsar vid laddning, varpå du får en långsam uppladdning av superkondingarna och när du nått den nivån att pajen startar (eller snarast börjar dra en del ström) så ger den så mycket ökning av strömförbrukningen att nätagget inte orkar fortsätta ladda superkondingen.

Orkar nätagget ens driva allt om du först låter det bara ladda superkondingen och sen ansluter pajen och låter det vara anslutet så en stund, eller sjunker spänningen då i superkondingen trots att nätagget är anslutet.

Det kan också vara så att pajen drar onödigt mycket ström om den "halvstartar".

Det vore bra med en krets som ser till att inte starta pajen förrän superkondingen laddats tillräckligt - men som givetvis ser till att pajen är igång så länge den kan, d.v.s. nån slags resetkrets.

P.S. jag har kanske inte hängt med i priserna för superkondingar men det verkar slöseri att använda en linjärregulator för att få ut spänning från energin lagrad i en superkonding. Med en switchad regulator så kan du säkert få ut en bra bit mer drifttid. Extra bra är en sån regulator som både kan höga och sänka spänningen beroende på vad som behövs, då kan du få 5V ut även med mindre än 5V kvar i superkondingen.

Om du ändå byter till en switchad regulator så kanske en med enable-ingång kan vara en idé. Kombinera med någon krets som ser till att inte slå på regulatorn förrän det byggts upp spänning över superkondingen, men som håller regulatorn igång ända ner till den inte orkar ge 5V ut. D.v.s. villkoret för att regulatorn ska vara igång är att den ger 5V ut och/eller att det är minst säg 10V över superkondingen (eller vad du nu väljer för "startvärde"). Då borde fladdret kunna minska.

[swesysmgr]

Om du vill ha en färdig lösning välj en supervisor-krets som automatiskt växlar över till supercap när matningen blir för låg + drar en pinne till mikrodatorn?

http://datasheets.maximintegrated.com/e ... AX808N.pdf

Placeras då på 5V-sidan av regulatorn.

[RoPa]

Med förslaget från MadModder så får Pi'en spänningsmatning direkt innan supercapsen har laddats upp.
R kan då även väljas lite högre.
Då detta ska matas med Bil-el så kommer det inte vara brist på ström så Pi'en kan hoppa igång omedelbart.
Men för att kunna uttala sig säkert krävs att det redovisas vilken tid efter inkoppling som förväntas gå innan den måste klara sig på supercapsen.

För att eliminera "fladdret" föreslås att använda ett bilbatteri till matning, så blir det mer verklighetsnära.
MiaM är nog inne på rätt spår med att det är aggregatet som storknar av strömmen.

Men som sagt då bil-el håller över 12V så räcker inte fem supecaps på 2,5V, det krävs sex stycken.

[swesysmgr]

Vad är nyttan med att köra supercapsen på primärsidan? Borde vara enklare att ha dem på 5V finström och en LDO stab som tål 25-30V mot batteriet/övrig el?

[Borre]

För att utnyttja dem bättre. Med kondensatorerna på 5V räcker det att de laddas ur några hundra mV innan RPin stänger av, gör man istället som TS har man närmare 5V innan spänningen över kondensatorn blir för låg för en vanlig 7805, närmare 7V med en vettig LDO.

[Svantinio]

Vet inte om det har tagits upp innan i tråden men mitt tips jag skulle ta det lite försiktigt med är att ens seriekoppla stora kondensatorer. Ofta får variationer på kondensatorn ganska dramatiska effekter ifall man ligger nära maxspänningen på dessa (den legendariska röken sipprar ut). Spänningen över de individuella kondensatorerna kan variera mycket! Skall man vara säker måste spänningen över kondensatorerna balanseras. (Dock har jag sett mycket hobbyfolk som gör just på detta sättet, men det är mycket energi i en supercap som skall ta vägen någonstans ifall det går illa..)

Värt att tänka på är också, som det är nämnt, att bil-el är skitig. Kan vara bra att både ha hängslen och livrem. Jag hade slängt på TVS:er, filtrering osv, för att klara det mesta som står nämnt i iso-7637-2. (lite beroende på hur rädd man är om grejorna..)

[MadModder]

Ja balanseringsmotstånd parallellt med alla kondingar är en bra idé. Vilken storlek man ska ha blir ju en avvägning mellan balanseringens effektivitet och strömmen de tar vid urladdning.

En annan men krångligare lösning är ju att sätta alla parallellt och både switcha ner spänningen till lite drygt 2V och sen switcha upp igen efter.

[byletomten]

Oj, tack för alla bra tips!

Nu har jag fått mina komponenter från butiken och kan testa lite mer.

Matningen kommer från ett switchat nätagg, inte från en bil, så vansinnigt smutsig el borde det inte vara.

Om man ska balansera 5 st 2,5V 10F supercaps med motstånd, hur väljer jag dem och kopplar? Ett motstånd parallellt med varje cap? Hur stort minst? Är inte så sugen på den där röken...

[RoPa]

Inledningsvis skrev du

för att koppla till 12 på en bil som jag moddat lite.

Är det en reglerad 12v du menar och inte bilens 12v?

Balanseringsmotstånden ska väljas så att capacitansvariansen ger upphov till en spänningsvarians utifrån laddningsströmmen så att strömmen i resistorn är i samma förhållande.

Om C varierar med 10% kommer U att variera med 10%. Med fem C mot 12V ger det 2,4v per C och 4% marginal till 2,5v.
Således måste 6% ledas bort.
Om laddningsströmmen begränsas med ett motstånd så kommer den att sjunka över tid allt eftersom C laddas.
När C (typ) nått 90% är strömmen nere på 10% vilket då måste kunna ledas bort från den C som är minst, förutsatt 10% varians, som då redan hunnit till 100% och därmed 2,5V.
Spänningen över balanseringsmotståndet är då 2,5V (worst case) och spänningen över seriemotståndet 1,2V vilket ger att balanseringsmotståndet ska vara typ dubbla R mot seriemotståndet.
För 1A initial ström ger det 12 ohm seriemotstånd och därmed 25 ohm balans motstånd. Det är det säkraste värdet.
Eftersom det är en passiv balansering så offras 10% av maximala spänningen. En mer effektiv lösning kräver aktiv balansering.

Sen kanske supercaps tål lite mer än markspänning under en tid så att man kan välja större balansmotstånd och låta Uc skjuta över en stund innan den faller ner, det ger ett annat beräkningsfall.

Enklast vore dock att ta sex C då 2V är 20% under 2,5V och klarar därmed varianser i C på 20%.
För säkerhets skulle (olika läckströmmar kan det vara värt att ha högohmiga parallell motstånd som släpper förbi varianser i läckström.

Alternativt 2,5V zener (de kan fås med 5% nogranhet så om supercapsen tål 5% överspänning så är man hemma) över vardera supercap.

Lycka till!

[MadModder]

Nackdelen med bara dubbla värdet är ju att det bara tar dubbelt så lång tid att ladda ur alltihop mot vad det gick att ladda upp. Tar det 2 minuter med 12 Ω som serieresistans tar det 4 minuter innan det är noll igen med balanseringsmotstånd på 24 Ω efter att matningen försvunnit. Och 5V-kretsen fallerar när det sjunker under ca 6V med en LDO-regulator. Nu är det ju inte så värst linjärt, men säg att man har 2 minuter på sig att stänga ner det hela på ett vettigt sätt.
Nu tror jag iofs att meningen med det här bygget är att fortsätta driva kretsen tills strömmen kommer tillbaks igen. Då går ju balanseringsmotstånd bort...
Därför skulle jag köra med två switchade regulatorer, en buck och en boost, och sätta alla kondingar parallellt. Men det blir ju genast lite dyrare.

Zener däremot är ju en helt ok lösning!

[RoPa]

Jo, balanseringsmotstånd fungerar bäst om man kan ha höga värden och långsam uppladdning.
Nu framgår inget om kraven på tider men parallellt eliminerar hela risken med obalans i en seriekoppling.
Fråga är då vad som är billigast en sjätte supercap eller dubbla switchregulatorer.