Bir aküyü tamponlamak için basit kapasitör kullanımı?


18

6V, 2A DC güç kaynağının 4 hobisi sınıfı servo sürdüğü basit bir uygulamam var. Çoğu durumda bu yeterlidir, ancak güç çekmesinin kısa bir süre için 2A'yı aşacağını düşündüğüm durumlarda (tüm servolar aniden yüklendiğinde) vardır.

Bu tür geçici yükleri kaldırabilmek için güç kaynağım ile servolar arasında bir kondansatör kullanmam önerildi. Ne yazık ki, önerici bunun nasıl uygulanacağını bilmiyordu. Google Üniversitesini denedim, ancak çoğunlukla şeyleri dramatik bir şekilde patlatmak için kullanılan dev kapasitörlerin videoları ile geldi.

Birisi beni doğru yöne yönlendirebilir mi, yoksa bunu nasıl yapacağımı gösteren basit bir devre örneği verebilir. Bir kondansatörün pozitif uca bağlanması kadar basit mi?

Uygun kapasitör boyutunu belirlemek için hangi hesapları yapmalıyım? Örneğin, 5 saniyeliğine 3A'lık bir zirveyi sürdürmek isteseydim.


Güç kaynağınızda 2A sigorta varsa, bu yine de sigortayı atacaktır.
Kortuk

O zaman hangi yaklaşım benimsenmeli? Kondansatörü güç kaynağından nasıl şarj ederim ve sonra devreye güç vermek için kapasitörü nasıl kullanabilirim?
Mark Harrison

İki güç kaynağı almanızı öneririm, daha yüksek akıma tek küçük darbeler için bir jikle ve kapasitörle başa çıkabilirsiniz, ancak bu daha fazla motorun açılmasıyla uğraşmayacaktır, sonra kaynağınız güç vardır, bu da bir gürültü akımı anıyla başa çıkacaktır . Her şeyden önce birden fazla malzeme öneririm. Birisi daha iyi bir çözüme sahip olabilir. Zamana sahip biri muhtemelen size tam şemalar ve kapasitörün nasıl kullanılacağına dair açıklamalar verecek, böylece sorunuzdan faydalı bir şey elde edeceksiniz.
Kortuk

@geometrikal - Yanıtınız iyiydi ve tartışmaya eklendi. Eski haline getirmenizi öneririm. Cevap olarak kukla bir versiyon ekledim - eğer isterseniz bunu kopyalayabilir ve benimkini silerim. VEYA isterseniz geri alınmamış bırakın.
Russell McMahon

Yanıtlar:


21

Alt küme özeti:

I = sağlanacak aşırı akım.
T = bu ekstra akımı sağlama zamanı.
V = bu süre zarfında voltajda kabul edilebilir düşüş.

C = Farad'da bu gereksinimi karşılamak için kapasitans.
Sonra:

  • C = I x T / V

Teoride ve gerçek uygulamalarda yararlı olacak kadar yakın:

  • Bir Farad, 1 Amper yük ile bir saniyede bir volt gerilime düşecektir.

    Gerektiği gibi ölçeklendirin.

Sonuçlar cesaret verici değil :-(.

(1) Her şeyi yapmak için bir kapasitör sağlamak

I amperin aşırı akımı için, T saniye (veya bunun bir kısmı) boyunca V volt düşüşü yukarıdaki kondansatör C'dir, yukarıdaki gibi)

  • C = I x T / V <- Verilen VIT için kapak

    yani daha fazla akım daha fazla kapasitans gerektirir.
    Daha fazla bekleme süresi daha büyük kapasitans gerektirir.
    Daha kabul edilebilir Gerilim düşüşü = daha az kapasitans.

veya CIT verilen düşüş, sadece yeniden düzenliyor

  • Vdroop - (T x I) / C

veya bir C C'sinin verilen CIV'yi tutacağı zaman, sadece yeniden düzenleyerek =

  • Zaman = T = V x C / I

Yani, örneğin 1 saniye 1 amper aşırı yük ve 2 volt düşüş için

C = I x T / V = ​​1 x 1 x / 2 = 0,5 Farad = Um.

Üst sınırlar, gerekli pik akım desteklenebildiği sürece sizi kurtarabilir.

SÜPERKAP ÇÖZÜMÜ

Supercap (SC) çözümü neredeyse uygulanabilir görünüyor.

Bu 3F, 2.5V süper kapaklar, Digikey'den 1.86 $ / 10 $ karşılığında ve üretim hacminde 85 sentin altında stoklardan temin edilebilir. Fiyat:% s

3F, 2.7V ünite için 1/2 Vrated'a kabul edilebilir 1 saniyelik deşarj oranı 3.3A'dır. Dahili direnç 80 miliohmun altındadır ve 3A'da ESR nedeniyle yaklaşık 0.25V düşüş sağlar.

İki seri 1.5F ve 5.4V Vmax verir. 3 serisi, 3A'da ESR nedeniyle 1 Farad, 8.1V Vmax, aynı 3A deşarjı ve 0.75V düşüş sağlar.

Bu, ikinci bir aralığın onda birinde artışlar için iyi sonuç verir. Belirtilen wort durumu 3A için, 5 saniye gereksinimi belki 15 Farad gereklidir.

Aynı aile 10F, 2.7V $ 3/10, 26 milliohm iyi görünüyor. 10A boşalmaya izin verdi. 3A'da 5,4 ila 5 volt arasında iki seri düşüş

T = V x C / I = 0.4 x 5 / 3 = 0.666 seconds.  

Oraya gitmek.

(2) Düşüş sistem sıfırlamasına vb. Neden oluyorsa ve bundan kaçınmak istendiğinde (genellikle :-) olduğu gibi), genellikle yararlı bir çözüm, elektronik devreden çıkarma süresinde tutan kapağı olan bir alt besleme sağlamaktır.

örneğin elektronik cihazlarda 50 mA gerekir. İstenen tutma süresi = 3 saniye deyin (!). Kabul edilebilir düşüş = 2V demek.
Yukardan

  • C = I x T / V = ​​0.05 x 3/2
    = 0.075 Farad
    = 75.000 uF
    = 75 mF (milliFarad)

Bu çoğu standart için büyük ama yapılabilir. 100.000 uF'lik bir supercap oldukça küçüktür. Burada 3 saniye bekletme "katil" dir. Daha tipik bir diyelim 0.2S düşüş için gerekli kapak

75.000 uF x 0.2 / 3 = 5000 uF = çok yapılabilir.


(3) Elektronikler için küçük bir batarya , bariz nedenlerden dolayı faydalı olabilir.


(4) Boost dönüştürücü: 4V şarj edilemeyen pillerin kullanıldığı ticari bir tasarımda, 5V, 3V3 ve motor sürücü pili (egzersiz ekipmanı kontrol cihazı) ömrünü sağlamak için motorlar çalışırken çok aşağıda. (Birincil tasarım benim değildi). Elektroniklere her zaman 5V sağlamak için 74C14 altıgen Schmitt CMOS invertör paketine dayanan bir güçlendirici dönüştürücü ve mikro denetleyiciye ayarlanan 3V3 ekledim. Destek dönüştürücü ve 2 x LDO reg ve 100 uA altındaki elektronların durgun akımı.


E&OE - Kolayca yapılan bir yerde yanlış tarafta bir şey olabilir. Eğer öyleyse, birisi bana bundan bahsedecek :-).


KATMA:

Sorgu: (Oldukça anlaşılır bir şekilde)

  • Kullanıcıların ana sorusunu cevapladığınızdan emin değilim.

    Bir güç kaynağını aşırı yüklemeyi durdurmak, mümkün görünmüyor.

    Bir güç kaynağı kesilmesi durumu değil, kısa süreler için (5 veya daha fazla saniye boyunca) daha yüksek akıma izin vermek istemesi durumudur.

    Bu, başka bir güç kaynağına ihtiyaç duyulması gibi görünüyor

Tepki

Ben inanıyorum İstediğim gibi tamamen soruyu sesleniyorum ki AMA Ben de sıra büyük soru yükümlüdür inandığımız sesleniyorum.

Sonuç olarak, burada teğet ve alakasız malzeme var gibi görünüyor.
Hem sorulan sorulara hem de yakından benzer uygulamalardaki kendi deneyimlerime ve ayrıca genel beklentilere dayanarak sorulan noktalara değindim.

Sorunlar

  • "Talep arzı aşarsa" ve

  • "Arz talebin altına düşerse".

Bunlar pratikte bir ve aynıdır, ancak farklı nedenleri olabilir.

Cevabımın (1) özellikle

  • " Ben amper aşırı akım için"

ve sorusu

  • "... ama güç çekmesinin kısa bir süre için 2A'yı aşacağını düşündüğüm durumlar (tüm servolar aniden yüklendiğinde) var.

yani aşırı akımla uğraşmak istediği şeydir.
AMA aşırı akıma aşırı yüklenme neden olur ve aşırı akımla uğraşmaya çalışmanın "maliyeti" görüldüğünde (0,5 Farad kapakları veya herhangi bir şey), perspektif "bu aşırı yükü farklı bir şekilde atmak için ne yapabiliriz" e dönebilir. Bir sonraki en belirgin "çözüm", motor performansındaki darbeyi kabul etmek, tedarik rayının düşmesine izin vermek AMA eectronics aklını korumak için yerel bir kaynağı korumaktır. Adresleme zahmetine girmediğim başka bir çözüm, örneğin hepsi aynı anda olduğunda servo hızlarını yavaşlatarak sistemin deloa edilmesidir. Bunun kabul edilebilir olup olmadığı uygulamaya bağlıdır.

Kısa vadeli aşırı akım durumunu ele almak için TL yapabilmemizin nedeni, arzın çoğu zaman yedek kapasiteye sahip olmasıdır ve bu durum dalgalanma olayından önce kapakları şarj etmek için kullanılır. Kapaklar sihirli bir şekilde ekstra akım üretmez, sadece arainy gün için yedek akımdan tasarruf edin.

Akım beslemek için kapasitör voltaj kaybetmelidir ZORUNLU, bu yüzden ben de bunun için kabul edilebilir limiti belirtiyorum. Sanırım ihtiyacını rakamlarla karşılıyorsanız ve daha sonra bunları formüllerime takarsanız sorulan sorunun cevaplanacağını göreceksiniz.


Geometrik yazı üzerine yeniden.

  • Ancak 6V * 3A * 5s için bir durum değildir. Çıktının güç kaynağının daha fazla akım barındırması için yeterli düşük sarkmasını önlemek için yeterli kapasitansa ihtiyacınız var. Gerçekten iyi bir şekilde olmayacak.

Ne olacağı büyük ölçüde orijinal tedarik özelliklerine bağlıdır.
Bir LM350'nin kullanıldığını düşünün. Burada veri sayfası . Bu aslında steroidler üzerinde bir LM317'dir. Çoğu durumda yaklaşık 3A ve MANY IN 4.5a için iyi, uygulamada son buluyor. 3A garantilidir. Şekil 2, 5 ila 15V arası bir Vin-Vout diferansiyeli için 4.5A için iyi olduğunu gösterir.diğer konularda. İyi bir düzenleme ile mevcut sınırına yakın çalıştırılabilir. 3A'da çalıştırılırsa ve karşısındaki düşüş çok yüksek değilse ve iyi ısıtılamazsa, sıcak olmayacak ve aralıklı 4.5A zirveleri sağlanacaktır. Bunu çok sık yapın ve sıcaklık yükselir ve incir 1,4,5 ve gösterilmeyen birkaç şey nasıl davrandığını etkiler. İlk önce Vout zirvelere düşmeye başlayacak ve çıkıştaki bir kapasitör yüke hizmet etmesine yardımcı olacaktır. Artan drOop ve daha uzun zirveler ve kapasitör daha fazlasını yapmak için çağrılır. IC, T x I / C kabul edilebilir voltaj düşüşünü aşmadığı sürece bir an için tamamen kesmeye karar verirse (ki bunu yapmak pek mümkün değildir), kapasitör tüm işi yapacaktır. Iout'u 3A'ya geri yüklediğinizde kondansatör bir dahaki sefere kadar şarj olur.


1
@Kortuk - Bir sorun şu ki, sorusunu tamamen toplarken, aynı zamanda daha büyük soru olabileceğine inandığım şeyi de ele alıyorum, bu yüzden bazıları henüz sorulmamış. || Eğer onun gereksiniminin bir örneğini yapar ve sonra onun ihtiyacını sayılara çevirir ve sonra sorulan soruya cevap verileceğini formüllerime takarsanız bulacağınızı düşünüyorum - lütfen metne eke bakınız. (Ama Karl Sagan'ın "Yanılıyorum" :-) demeyeceği gibi :-)).
Russell McMahon

Süper kapaklara dikkat edin. Bu kadar akım dalgalayabileceklerinden emin olun. Ve gökbilimci Carl Sagan mı demek istiyorsun?
Mike DeSimone

@Kortuk - insanlara mesajları işaretlemek büyük / küçük harfe duyarlıdır. lütfen cevaplama eklerine bakın. (değiştir: Hmmm Belki değil).
Russell McMahon

Teşekkürler Russel, Bir acemi olarak "büyük resim" cevabını çok takdir ediyorum. Çok şey öğreniyorum ve eminim diğer insanlara da yardım ediliyor.
Mark Harrison

@RussellMcMahon, soruya yaptığım yorumlarda söylediğim gibi genel cevabın önemli olduğunu düşündüm, ancak cevabınızı okuduğumda ve hiçbir şey bilmediğimi hayal etmeye çalıştığımda 5mF'lik bir kapağın düzeltebileceğini düşünebildim. İkiniz de oradasınız, ancak bence yazı daha iyi organize edilebilir, ancak bu hemen hemen her şey hakkında söylenebilir.
Kortuk

6

RC alıcıları için bunu yapan birkaç ürün olduğu ortaya çıkıyor. Kısa bir süre için servo kilitleme gibi yüksek akım koşullarından dolayı kaşıntıları veya düşük voltajları ortadan kaldırmak için genellikle belirtilirler.

Bu temsili bir birimdir. Satıcı, farklı depolama kapasitelerine sahip çeşitli varyasyonlar taşır.

TURNIGY kapasite seti, servo amplifikatörünüz yükselirse veya bir Rx arızanız varsa "kahverengi çıkışların" Rx'inizi sıfırlamasını önlemeye yardımcı olur. Ayrıca ESC BEC'nizdeki yükün azaltılmasına ve aksaklık olasılığının azaltılmasına yardımcı olacaktır. Sadece alıcınızdaki herhangi bir yedek kanala takın.

Operating Voltage : 3.2V - 11.1V (1s ~ 3s LiPo)
Capacitor voltage: 15v
Storage Capacity: 783333uf
Data on a 3A load spike typically seen when large retracts jam:
Supply 6v with a voltage drop to 4.7v over 0.88sec
Supply 6v with a voltage drop to 3.0v over 3.0sec (3.0v minimum voltage of the OrangeRx 6ch)

http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=17100



Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.