バッテリーをバッファリングするための単純なコンデンサー使用？

私は、6V、2AのDC電源が4つのホビイスト級のサーボを駆動する簡単なアプリケーションを持っています。ほとんどの場合、これで十分ですが、短時間で消費電力が2Aを超えると思う場合があります（すべてのサーボに突然負荷がかかる場合）。

この種の過渡負荷を処理するために、電源とサーボの間にコンデンサを使用する必要があることが示唆されました。残念ながら、提案者はこれが実際にどのように実装されるかを知りませんでした。私はグーグル大学を試しましたが、ほとんどのものが劇的に爆発するために使用されている巨大なコンデンサーのビデオを思いつきました。

誰かが私を正しい方向に向けるか、私がこれを行う方法の簡単な回路例を教えてもらえますか？正極リードにコンデンサを配線するのと同じくらい簡単ですか？

適切なコンデンササイズを決定するには、どのような計算を行う必要がありますか？たとえば、3Aのピークを5秒間維持したい場合。

サブセットの要約：

I =供給される過剰電流。
T =この余分な電流を供給する時間。
V =この期間中の許容可能な電圧降下。

C =この要件を満たすためのファラッドの容量。
次に：

• C = I x T / V

理論的には、実際のアプリケーションに役立つほど近い：

• 1アンペアの負荷では、1ファラッドの電圧が1秒間に1ボルト低下します。

  必要に応じてスケーリングします。

結果は期待できません:-(。

（1）すべてを行うためのコンデンサーの提供

Iアンペアの過電流の場合、時間T秒にわたるVボルトの垂下（またはその一部）必要なコンデンサCは、上記のとおりです）

• C = I x T / V <-特定のVITの上限

  つまり、電流を大きくするには、より多くの容量が必要です。
  ホールドアップ時間を長くするには、より大きな容量が必要です。
  より許容可能な電圧ドループ=より少ない静電容量。

またはCITが与えられたドループは、単に再配置する

• Vdroop-（T x I）/ C

または、キャップCが与えられたCIVを保持する時間、単に再配置=

• 時間= T = V x C / I

たとえば、1秒間の1アンペアの過負荷と2ボルトのドループ

C = I x T / V = 1 x 1 x / 2 = 0.5ファラッド= Um。

必要なピーク電流をサポートできる限り、スーパーキャップはあなたを救うかもしれません。

スーパーキャップソリューション

Supercap（SC）ソリューションはほとんど実行可能に見えます。

これらの3F、2.5Vスーパーキャップは、Digikeyの在庫が$ 1.86 / 10で、製造量が85セント未満です。価格

3F、2.7Vユニットの場合、1/2 Vratedへの許容可能な1秒放電レートは3.3Aです。内部抵抗は80ミリオーム未満で、3AのESRにより約0.25Vの降下が可能です。

直列の2つにより、1.5Fと5.4VのVmaxが得られます。直列の3つは、1ファラッド、8.1V Vmax、同じ3A放電、および3AでのESRによる0.75V降下を与えます。

これは、第2の範囲の10分の1のサージに対してうまく機能します。指定された麦汁ケース3Aの場合、5秒の要件でおそらく15ファラッドが必要です。

同じファミリー10F、2.7V $ 3 / 10、26ミリオームが良さそうです。10Aは放電を許可しました。3Aで5.4から5ボルトに垂下する2つの直列は、

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

そこに着く。

（2）ドループがシステムのリセットなどを引き起こし、これを回避したい場合（通常のように:-)）、しばしば有用な解決策は、ドロップアウト期間にわたってそれらを保持するキャップを備えた電子機器にサブ電源を提供することです。

たとえば、電子機器は50 mAと言う必要があります。希望するホールドアップ時間= 3秒（！）と言います。許容ドループ= 2Vと言う。
上から

• C = I x T / V = 0.05 x 3/2 =
  0.075ファラッド
  = 75,000 uF
  = 75 mF（ミリファラッド）

これはほとんどの標準で大きいですが、実行可能です。100,000 uFのスーパーキャップはかなり小さいです。ここで、3秒間のホールドアップは「キラー」です。より典型的な0.2Sドロップアウトの場合、必要なキャップは

75,000 uF x 0.2 / 3 = 5000 uF =非常に実行可能です。

（3）エレクトロニクス用の小さなホールドアップバッテリーは、明らかな理由で有用です。

（4）ブーストコンバーター： 4 x Cの非充電式バッテリーを使用した商用設計で、5V、3V3およびモーター駆動バッテリー（運動機器コントローラー）を提供するためにモーターが作動したときのはるか下。（主な設計は私の設計ではありませんでした）。74C14 hex Schmitt CMOSインバーターパッケージに基づくブーストコンバーターを追加して、常に5Vを電子機器に供給し、3V3をマイクロコントローラーに調整しました。ブーストコンバータの静止電流、2 x LDOレジスタおよび100 uA未満のエレクトロニックス。

E＆OE-そこのどこかで間違った側に何かを持っているかもしれません、簡単にできました。もしそうなら、誰かがそれについて私に言うでしょう:-)。

追加：

クエリ：それは（非常に理解できるように）提案されました

• ユーザーの主な質問に答えているかどうかはわかりません。

  電源の過負荷を防ぐために、それは実行可能ではないようです。

  これは、電源のカットアウトの場合ではなく、短い期間（5秒以上のオーダー）でより高い電流を許可したい場合です。

  これは別の電源が必要な場合のようです

応答

私は信じて、私は尋ねたとして、完全に問題に対処していますことを、しかし私はまた、私はだけでなく、より大きな問題になりやすいと考えているものをアドレッシングしています。

その結果、ここには接線と無関係な素材があるようです。
私は、よく似たアプリケーションでの私自身の経験と一般的な期待の両方に基づいて、質問されていない点と質問された点に対処しました。

問題は

• 「需要が供給を超える場合」と

• 「供給が需要を下回る場合」

これらは実際にはまったく同じですが、原因が異なる場合があります。

私の答え（1）は具体的に言うことに注意してください

• 「Iアンペアの過電流に対して」

そして彼の質問は

• "...しかし、短時間で消費電力が2Aを超えると思う場合があります（すべてのサーボが突然ロードされる場合）。

すなわち、過電流に対処することがまさに彼が求めていることです。
しかし、過電流は過負荷によって引き起こされ、過電流に対処しようとする「コスト」（0.5ファラッドキャップなど）が見られる場合、視点は「この過負荷を異なる方法で乗り切るためにできること」に変わる可能性があります。次の最も明白な「解決策」は、モーター性能への打撃を受け入れ、供給レールを落下させますが、電子機器の健全性を維持するためにローカル供給を維持します。私が対処しなかった別の解決策は、すべてが一度にオンになっているときにサーボ速度を遅くするなど、システムのデロアを作成することです。これが許容できるかどうかは、アプリケーションによって異なります。

短期的な過電流状態に対処するために試行できる理由は、ほとんどの場合、電源に予備の容量があり、これがサージイベントの前にキャップを充電するために使用されるためです。キャップは、余分な電流を魔法のように製造するのではなく、雨の日の予備電流を節約するだけです。

電流を供給するために、コンデンサは電圧を失わなければならないので、その許容限界も指定します。あなたが彼の要求を数字で表して、それを私の式につなげば、彼の質問に答えられるでしょう。

ジオメトリックポストについて。

• しかし、6V * 3A * 5sの場合ではありません。電源の出力がより多くの電流をホストする必要があるほど出力が垂れ下がるのを防ぐのに十分な容量が必要です。それは本当に良い方法で起こるわけではありません。

何が起こるかは、元の供給特性に大きく依存します。
LM350が使用されていたと想像してください。データシートはこちら。これは本質的にステロイドのLM317です。ほとんどの条件で約3A、多くの場合、4.5aでアプリケーションに深く対応します。3A保証。図2が示すように、それは15V〜5のVIN-VOUTの差のために4.5Aのために良好であることによって他の問題について。良好なレギュレーションで、電流制限の近くまで実行できます。3Aで動作し、ドロップ全体のドロップが高すぎず、十分にヒートシンクされている場合は、高温にならず、4.5Aの断続的なピークが提供されます。これを頻繁に行うと、温度が上昇し、図1、4、5、および表示されていないいくつかの要素が動作に影響します。最初のオフVoutはピーク時に垂下し始め、出力のコンデンサが負荷に役立つのを助けます。drOopを増やし、ピークを長くすると、コンデンサはより多くのことを行うように求められます。T x I / Cが許容できる電圧ドループを超えない限り、ICがしばらく完全にカットすることを決定した場合（これは実行される可能性は低い）、コンデンサがすべての仕事を行います。Ioutを3Aに戻すと、コンデンサは次回まで再充電されます。

RC受信機用にこれを行う製品がいくつかあることがわかりました。通常、短時間のサーボロックなどの高電流状態による電圧低下や低電圧を排除するために指定されています。

これは代表的なユニットです。ベンダーには、さまざまなストレージ容量のバリエーションがあります。

TURNIGYキャパシティセットは、サーボアンプにスパイクがかかったり、Rxグリッチが発生した場合に、「ブラウンアウト」がRxをリセットするのを防ぐのに役立ちます。また、ESC BECの負荷を減らし、グリッチの可能性を減らします。受信機の予備チャンネルにプラグインするだけです。

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

私は電圧降下を計算するためにこのシートを見つけましたSurそれは理論的ですが、良いアイデアを与えます：

http://mustcalculate.com/electronics/capacitorchargeanddischarge.php?vfrom=5&vs=0&c=0%2C000470&r=3​​3&time=0%2C1