찬이 2021-01

캐패시터는 용량이 적습니다
슈퍼 캡이라고 용량이 엄청 큰거 같지만
라즈베리파이가 5w (5V/1A)라고 할 때 10분동안 켜져있게 하려고 해도 단순 계산으로 5V 600F의 슈퍼캡이 필요합니다. (이어서 설명)

 둘째 용량-전압이 비례합니다.
위에서 5V 600F라고 했지만 용량에 따라 전압이 떨어집니다.
스텝업을 쓴다고 해도 최소한 3.7V는 넘어야 할텐데 대략적인 계산으로 74% 수준입니다. 용량이 74%가 남아있어도 그 아래로는 현실상 쓰기가 어렵단 거죠.
따라서 이걸 고려해서 더욱 큰 용량이 필요합니다.

주먹만한 리튬이온 배터리가 훨신 효율적입니다.
그리고 슈퍼캡은 내부저항이 매우 낮기 때문에 충방전 회로도 복잡해집니다.
그냥 5V 충전기 연결하면 충전기는 죽습니다..연기와 함께..

정전류로 충전하고, 충전 중에는 로드와 분리되었다가 충전 완료 후 로드와 연결되도록 해야 합니다.

isaiah 2021-01

축전기는 방전속도는 크게 제한이 없으니 스탭업 달면 거의 에너지가 기준으로는 거의 바닥에 가까운 전압까지 스탭업 회로로 퍼 올릴 수 있다고 생각했는데요.
3.7v 이하로 방전할때 어떤 문제가 생기는 건지 궁금합니다.

 아 그리고 충전중 로드와 분리하고 방전시에 로드와 연결해야 하는 부분은 스위칭 해서 전압을 고정하는 회로들을 넣었을때 해당 하는 거죠?

찬이 2021-01

딱히 생각나는게 2577이었는데
https://www.ti.com/lit/gpn/lm2577
데이터쉬트 보시면 최소 전압이 있습니다. 최소 입력 전압이 3.5V입니다.
물론 이후에 나온건 더 낮은 전압까지 가능한 모델도 있긴 합니다.
5V까지 충전하려면 duty 100%까지 되는걸 찾아야 하겠지요..

충전 및 로드분리는 필수입니다.
충전회로뒤에 캐패시터와 로드를 함께 연결하면 전압이 처음부터 바로 5V로 시작하는게 아니라 0V부터 서서히 올라가 충전전압에 도달하게 됩니다.
충분한 전압이 되기전에는 로드에 물려있는 기기는 오동작을 하게 됩니다.
물론.. 대충 다이오드 두개로도 만들 수 있긴 합니다. (입력 -|>- 출력, 캐패시터 -|>- 출력)
근데 안그래도 부족한 용량에 0.7V 정도의 전압강하가 일어나서 아깝죠.. 0.7V면 5V의 14% 입니다.

뭐든지 가능은 합니다. 단 효율성이 매우 떨어지니 안하는겁니다.
1 만원으로 리튬배터리로 UPS만드는 것 vs 10 만원으로 더 낮은용량의 슈퍼캡 UPS 만드는 것
저라면 전자를 선택할 겁니다.

isaiah 2021-01

아 감사합니다.
이게 전기 관련 기초 지식이 없다보니. 안보이는게 있으면 이게 안되는건지 그냥 내가 못찾은건지 안되는 거면 하면 큰일나서 안되는건지 비싸서 안되는 건지 몰라서 답답하네요...

 저전압에 의한 손상 문제가 있었군요.. 위 링크에는 분리하는 구조가 없길레 레귤레이터나 인버터가 안 들어가면 분리 안해도 되는건가 했는데
라즈베리 파이 같은건 험하게 쓰는 조건이라 내부에 저전압 대책이 있어서 생략할 수 있었나 보네요.

찬이 2021-01

해당 회로는 어디까지나 개념적인 회로이지 모든 상황에 퍼팩트하게 작동되는, production level의 회로가 아닙니다.

* 충전회로도 제대로 없아서 처음 전원입력시 5V / 0.5 ohm = 10A의 큰 전류가 흘러 전원소스에 큰 무리를 줍니다.
* 전압이 최대 4.5V로 제한되어서 로드가 많이걸리면 리부팅될 확률이 높습니다.

파이나 대부분의 잘 만들어진 제품은 brown-down회로가 있어서 저전압에서는 부팅되지 않습니다.
하지만 모든 주변장치(모든 칩, usb로 연결되는 장치, 메모리 카드 등)가 이를 지원한다는 보장은 없습니다.

...

추가로.. 슈퍼캡을 쓰는 한 예로는 raid card가 있습니다. 칩 레벨의 적은 전류 소모로 인해 큰 용량이 필요없고, 서버 특성상 수명이 길고 유지보수가 적어야 하기 때문에 충반전싸이클이 리튬보다 훨신 높은 슈퍼캡을 쓰는겁니다.
그냥 배터리 갈아주면 되는 경우에는 구지 슈퍼캡을 쓸 필요가 없습니다.

공부 목적으로 하신다면은 응원합니다.
이런 삽질이 꽤나 재미있으니까요..ㅎㅎ 저도 사실 예전에 같은 생각을 하고 만들어본적이 있습니다.ㅎㅎ

일삼제로 2021-01

그냥 보조배터리같은걸 쓰시는게 낫지않나요?