Aufladen eines 35-V-470-uf-Kondensators mit einer Knopfzelle

Es gibt zwei Fragen: die Anzahl der Ladevorgänge und die Ladezeit.

Der 2450-Akku hat etwa 620 mAh gespeicherte Energie. ( Datenblatt von digikey ). Ich gehe davon aus, dass Sie den Kondensator mit der gleichen Spannung wie die Batterie aufladen möchten: 3 V. Um einen 470uF vollständig aufzuladen, benötigen Sie daher:

$Q_{cap} = C \times U$

$Q_{cap} = 470 \mu F \times 3V = 1.41 mC$

$Q_{bat} = 620mAh$

$Q_{bat} = 620mAh \times \dfrac{3600 s}{1 h} \times \dfrac{1 A}{1000 mA} = 2232 As = 2232 C$

$Cycles = \dfrac{Q_{bat}}{Q_{cap}} ~= 1582978$

Daher kann die Batterie den Kondensator über 1,5 Millionen Mal aufladen. Wenn Sie den Kondensator mit 45 V "vollständig aufladen" möchten, würde diese Zahl auf 100.000 Mal sinken, mehr als genug.

Denken Sie daran, dass ich keine Verluste oder andere an die Batterie angeschlossene Schaltkreise annehme

Die zweite Frage ist, ob der Kondensator in weniger als 6 Sekunden aufgeladen werden kann. Wir müssen wissen, wie hoch die maximale Währung ist, die wir aus der Batterie bekommen können. Zurück zum Datenblatt beträgt diese Zahl 0,2 mA.

$Q_{cap} = 1.41 mC$(aus früheren Berechnungen)

Um diese Menge an Gebühren in 6 Sekunden zu füttern, hätten wir eine Währung von:

$I_{cap} = \dfrac{Q_{cap}}{\Delta T} = \dfrac{1.41mC}{6 s} = 0.235mA$

Da die erforderliche Stromstärke niedriger als die benötigte ist, gibt es keine Möglichkeit, den Kondensator unter 6 Sekunden aufzuladen. Die Zahl aus dem Datenblatt ist die "kontinuierliche Standardlast". Es kann möglich sein, den Kondensator in weniger als 6 Sekunden aufzuladen, aber es kann gefährlich sein.

Sie können neben dem von mir gezeigten einen anderen Hersteller ausprobieren, der möglicherweise einen ähnlichen Akku mit "dauernder Standardlast" hat.

Ein weiterer zu erwähnender Punkt ist, dass Sie den Strom berücksichtigen müssen, der aus der Schaltung gezogen wird, die Sie bauen, um den Kondensator aufzuladen, und ihn vom verfügbaren Strom aus dem Datenblatt abziehen.

Verwenden Sie die von @RMAAlmeida bereitgestellte Akkukapazität von 620 mAh.

Energie in der Kappe = 0,5 x C x V^2 = 0,5 x 4,7 x 10^-4 x 35^2 = 0,2879 Joule

Batteriekapazität = nominell 620 mAh x 3 V = 1,8 Wh.
In der Praxis wird die Spannung abfallen, sagen wir 1,5 Wh (oder weniger). 1,5 Wh = 1,5 x 3600 Ws = 5400 Ws.

Zyklen bei 100 % Effizienz ~= 5400/0,2879 =~ 18.800 Zyklen.

Wenn ein Kondensator über einen Widerstand geladen wurde, Verluste = 50 %.
Das Laden mit einem Aufwärtswandler bedeutet, dass die Spannung an jedem Punkt mit Vcap übereinstimmen kann, sodass die Verluste geringer sein können.
Nehmen Sie an, dass ein Wirkungsgrad von 80 % erreichbar ist.

Zyklen = 18.800 * 0,80 = ~ 15.000

Angenommen, 2,5 V sind verfügbar, um den Aufwärtswandler zu betreiben.
Bei 1 mA Energie in = 1 mA x 2,5 V = 2,5 mJ/s
Bei 80 % Wirkungsgrad Energie in die Kappe = 2,5 * 0,8 = 2 mJ/s

Die Kappenenergie von oben beträgt 288 mJ, also Ladezeit = 288/2
= 144 Sekunden bei 1 mA.

Also Ladezeit x Battery_mA = 144 Ladezeit = 144/Battery_mA.

Wenn also zB 5 mA zur Verfügung standen oder Aufwärtswandler die Ladezeit ~=144/5 = 28,8S
= sagen wir 30 Sekunden.
50 mA (falls verfügbar) ergibt 3 Sekunden.

Passen Sie Annahmen wie gewünscht an.

E&OE

Möglicher Aufwärtswandler-IC.

Es gibt eine beträchtliche Anzahl von Aufwärtswandler-ICs aus Asien, die in Ladegeräten für Mobiltelefone und ähnlichem verwendet werden. Einige haben die Fähigkeit, externe MOSFETs oder BJTs anzusteuern, wodurch sie beliebig hohe Leistungs- und Spannungsfähigkeiten erhalten. In diesem Fall spielt nur die Spannung eine Rolle.

Nanjing Chipower stellt eine Reihe nützlicher ICs her.
Wenn Sie Wasserspeier suchen

Chipower von Nanjing pdf

Sie werden verschiedene Geräte finden, die sie herstellen.

Der CE9908-Aufwärtswandler - Datenblatt hier ist hier wahrscheinlich nützlich.
Garantierter 0,9-V-Start, externer MOSFET-Treiber, kann die Versorgungsspannung booten, um nach dem Start einen höheren Treiber zu erhalten, externer Feedback-Pin oder Spannungseinstellung, SOT23-5- oder SOT89-5-Paket. Sie wollen CE9908B125M. Da Ihr Vout > Vddmax und Vin < Vdd_min_operate_usual ist, benötigen Sie eine kleine zusätzliche Schaltung, um Vdd zu steuern, aber es ist einfach und billig.

Wenn Sie mit mindestens 2 V arbeiten und die Preise von LT tolerieren können, sehen Sie sich das hervorragende LT1619-Datenblatt hier an

Beachten Sie, dass die gezeigten Wirkungsgrade für typische oder gezeigte Anwendungen gelten und dass Sie sie an Ihre Anwendung anpassen können.

So etwas wie ein PIC10F204 - Datenblatt hier oder ein ähnlicher Prozessor wird auch die Arbeit erledigen, wenn mindestens 2 V verfügbar sind.