[ELSE 0]

Добрый день. 

Для последовательного включения суперконденсаторов на повышенное напряжение возникает проблема разбалансировки потенциалов (включая возможное превышение доп. напряжения на одном в цепочке).

Как известно, проблема решается платами балансировки (или спец. микросхемами) которых тьма.

Но есть готовые заводские суперконденсаторы на повышенные напряжения (5.4В, 6В и т.п.), которые по-сути состоят из двух(или может более) последовательно включенных одинаковых(изготовленных в одной партии с близкими параметрами) конденсаторов. Однако, ни разу не видел чтобы они были сделаны конструктивно с платами балансировки.

Подскажите, пож-та, почему с ними в конструктиве нет балансировщиков? потому что конденсаторы (подобно транзисторным сборкам) максимально идентичны? 

Что-то нигде не нашел ответа. Равно и требования в документациях на такие суперконденсаторные сборки к установке внешнего балансировщика.

Изменено 15 января пользователем ELSE

[artemkad 53]

При превышении напряжения(даже уже при приближении к верхнему порогу) сильно возрастает утечка, что служит суррогатной балансировкой. Так что при примерно одинаковых ячейках особо проблемы нет.

[ELSE 0]

1 час назад, artemkad сказал:

При превышении напряжения(даже уже при приближении к верхнему порогу) сильно возрастает утечка

Спасибо за информацию. Подскажите, пож-та, а это примерно какой порог? Нигде не видел, в том числе, в даташитах кривой зависимости тока утечки от U. Вы это экспериментально получали?

У меня пара от СКФ на 100Ф -3В. указан только максимальный ток в 180 мкА - это имеется ввиду что при скажем 1В ток утечки будет в порядок меньше?

Изменено 15 января пользователем ELSE

[artemkad 53]

1 час назад, ELSE сказал:

Подскажите, пож-та, а это примерно какой порог?

Номинальное напряжение указанное в даташите. Иногда указано еще и максимальное - вот до него лучше не доводить... Если указано только одно, то это только номинальное или "Rated Voltage"

1 час назад, ELSE сказал:

Вы это экспериментально получали?

Да.

1 час назад, ELSE сказал:

указан только максимальный ток в 180 мкА - это имеется ввиду что при скажем 1В ток утечки будет в порядок меньше?

Скорее всего это ток при "номинальном напряжении" через трое суток измерения при этом напряжении(сразу после зарядки до номинала утечка больше). Да, сопротивление утечки там сильно нелинейное и при снижении напряжения ток утечки быстро падает.

ЗЫ. И да, при высоких токах зарядки лучше иметь внешний балансир. Все же утечка это кипячение(нагрев) самого конденсатора, что негативно влияет на его срок службы.

[ELSE 0]

12 минут назад, artemkad сказал:

Номинальное напряжение указанное в даташите. Иногда указано еще и максимальное - вот до него лучше не доводить... Если указано только одно, то это только номинальное или "Rated Voltage"

Да.

Скорее всего это ток при "номинальном напряжении" через трое суток измерения при этом напряжении(сразу после зарядки до номинала утечка больше). Да, сопротивление утечки там сильно нелинейное и при снижении напряжения ток утечки быстро падает.

ЗЫ. И да, при высоких токах зарядки лучше иметь внешний балансир. Все же утечка это кипячение(нагрев) самого конденсатора, что негативно влияет на его срок службы.

Я понял про какой порог вы имели ввиду - ном. напряжение. Я думал что есть некое Uпорог<Uном. при котором ток утечки резко уменьшается и поэтому невыгодно под завязку заряжать суперконденсатор.

180 мкА это думаю тоже ток при номинальном напряжении, в документации не указано при каком напряжении.

Про остальное понятно, спасибо будем учитывать.

[vladec 7]

Ток утечки всегда можно "увеличить", подключив в параллель резисторы килоом на сто. Напряжение же близкое к предельному полагаю, что лучше не подавать, ультраконденсатор элемент не очень то надежный.

[firstvald 14]

и транзисторы и диоды и конденсаторы при последовательном включении шунтируют резисторами. номинал выбирается исходя из токов утечки как выше указали. выбирают чтобы на пол порядка или порядок больше бы был ток через резистор.

[AlexMI 10]

Мне встречались заводские сборки без какой либо балансировки только на очень маленькие токи, вероятно они действительно токами утечки балансируются. И предполагаю что они специально под такое применение спроектированы и утечка у них нормирована. Потому делать свою сборку надеясь на такой метод я бы не стоветовал, из того с чем я работал, а это были Maxwell, Элеконд и всякий нонейм, даже если они из одной партии, разница в токах утечки могла отличаться в разы, у китайских так и в пару десятков раз, да и разброс ёмкости тоже свой вклад вносит. А ещё утечка непостоянна и непредсказуема во времени.

[ELSE 0]

В 16.01.2024 в 09:35, vladec сказал:

Ток утечки всегда можно "увеличить", подключив в параллель резисторы килоом на сто. Напряжение же близкое к предельному полагаю, что лучше не подавать, ультраконденсатор элемент не очень то надежный.

Килоом на сто не мой вариант. У меня устройство во сне потребляет 8 мкА. Напряжение 3.6 - 3.8 В и вот из-за этих 0,8-0,6В мне нужно последовательное решение. Понизить питающее до 2.9В и потом ставить boost не подойдет. Долгая история - но много пробовал так различные TPS. Токи получаются слишком большие.

Про надежность что-то я нигде это не видел что с ними есть проблемы. Не больше чем с остальными вещами - напряжение не превышай, токи ограничивай. Но спасибо за наводку- поищу.

В 16.01.2024 в 14:47, firstvald сказал:

и транзисторы и диоды и конденсаторы при последовательном включении шунтируют резисторами. номинал выбирается исходя из токов утечки как выше указали. выбирают чтобы на пол порядка или порядок больше бы был ток через резистор.

Мне не подойдет. У меня ток потребления во сне 8 мкА если я буду шунтировать - то смысла нет. Автономность большая нужна.

23 часа назад, AlexMI сказал:

Мне встречались заводские сборки без какой либо балансировки только на очень маленькие токи, вероятно они действительно токами утечки балансируются. И предполагаю что они специально под такое применение спроектированы и утечка у них нормирована. Потому делать свою сборку надеясь на такой метод я бы не стоветовал, из того с чем я работал, а это были Maxwell, Элеконд и всякий нонейм, даже если они из одной партии, разница в токах утечки могла отличаться в разы, у китайских так и в пару десятков раз, да и разброс ёмкости тоже свой вклад вносит. А ещё утечка непостоянна и непредсказуема во времени.

Да, вот согласен с тем что непонятно что там с динамикой во времени. Созванивался с производителем одним. Подтверждают что через 72 часа ток утечки уменьшается "значительно". Насколько именно пока неизвестно. И значит ли это что зависимость неленейна - значит, но какая - непонятно. Придется первоисточники технологии изучать. Спасибо!

[firstvald 14]

мне кажется, что вариант с одной ячейкой и степ апом был бы более простым. ап, причем, можно было бы просто переключаемыми конденсаторами (там можно на двух диодах двух конденсаторах и двух вентилях (генератор на одном триггере шмидта не очень на практике работает)). или, все же, дроссель, по которому редко, но периодично , на очень короткое время, работает транзистор в землю. причем, просто на вентилях мультивибратор. а потом, лоу дроп линейный. как не очень хороший, но работающий вариант мог бы подойти.

[ELSE 0]

23 минуты назад, firstvald сказал:

мне кажется, что вариант с одной ячейкой и степ апом был бы более простым. ап, причем, можно было бы просто переключаемыми конденсаторами (там можно на двух диодах двух конденсаторах и двух вентилях (генератор на одном триггере шмидта не очень на практике работает)). или, все же, дроссель, по которому редко, но периодично , на очень короткое время, работает транзистор в землю. причем, просто на вентилях мультивибратор. а потом, лоу дроп линейный. как не очень хороший, но работающий вариант мог бы подойти.

Я много считал - не все так просто со степапами. У меня токи на входе устройства до 2.1А от 4В. Собрал несколько степ-апов на разных TPS6хxxx которые  могут от 1В включать, работать при ограничении токов в 8А и т.п. и получается много косяков всплывает. Чтобы высосать все из суперконденсатора - пробовал до 1-1,5В. В этих входных низкий КПД и получаются огромные токи. Зачем мне это. 

Если считать то энергия запасается пропорционально квадрату напряжения и первой степени емкости. Выводы сами собой. В итоге наигравшись с питанием от степапа,  максимум что смог сделать это выход на 1,3А с толстыми дорожками, естественно правильной разводкой, правильной катушкой (мощной). Вообщем мне показалось что от 1 ячейки капризно, прекратил. Да и самих микросхем на повышение с низким диапазоном очень мало и у всех низкий КПД (вплоть до 40% КПД на 0,5-1,5В входного).

Еще вспомнил что специфика моего случая - когда сон 8 мкА а пик - 2А при этом как мне опять показалось не совсем корректно микрухи отрабатывают переход между PSM FSM режимами. Автоматический переход между постоянным режимом под мощные приложения и микропотребления. Мануально принудительно также включал - особо не получил лучше.

 

Да и тут если есть собранные банки заводские на х2 напряжение. получается по расчетам запасенная энергия V*2 с C/2 тоже что при V с  С. Получается если все подытожить не стоит овчинка выделки. 

Вот если бы устройство ело максимум до 200 мА  - я с вами полностью согласен - сделал бы степ-ап от 1 ячейки и не парился.

 

В реале применять планирую естественно заводские сборки не китайские, в которых четко гарантированы токи и режимы. Волнует только то не будет ли с 24/7 скажем работой 2-3 года что со временем в этой сборке что-то поплывет так что перекосит ее и на одной из банок в сборке произойдет превышение напряжения.... А тут уже выше мысли были у коллег - я согласен... в динамике неизвестно.

Изменено 18 января пользователем ELSE

[firstvald 14]

я не уловил что такие токи в рабочем состоянии

[варп 16]

Зачем  использовать суперконденсаторы, если есть литий ионные аккумуляторы?  У последних и токи утечки низкие и удельная энергоёмкость гораздо выше?

[ELSE 0]

12 минут назад, firstvald сказал:

я не уловил что такие токи в рабочем состоянии

Да это моя вина. Я не написал сразу. Думал до этого не дойдет.

10 минут назад, варп сказал:

Зачем  использовать суперконденсаторы, если есть литий ионные аккумуляторы?  У последних и токи утечки низкие и удельная энергоёмкость гораздо выше?

Температура у них не менее -20 - -40. У меня режим от -44 -55 3/4 времени работы. Даже морозостойкие - только до -40. У меня в одном применении источник питания либо солнечная мини панель либо генератор от вибрации. Устройство спит почти всегда. По практике оказалось что даже на допустимый режим хранения обычно от -40 до -50 нельзя надеется (хотя мое потребление во сне - относит девайс к работе в этом режиме для батареи) 

Во втором случае литий тионил хлорид, но там другая история (-55 держит, но внутреннее сопротивление от 0,1 до 0,8 Ом + пассивация)

Изменено 18 января пользователем ELSE

[Plain 168]

36 минут назад, ELSE сказал:

литий тионил хлорид, но там другая история

Вы так не решите задачу с модемом, она сводится к требуемой на сеанс энергии, затем выбирается тип промежуточного её накопителя.