Si tengo, por ejemplo, un CI que consume 10 mA a 3,3 V, ¿qué tamaño de condensador necesitaría para alimentarlo durante 2 minutos? ¿5 minutos?
Entiendo que utilizar condensadores para alimentar un CI no es lo más práctico, ya que se descargan muy rápidamente, pero tengo curiosidad por saber si la capacitancia requerida está dentro del rango de los disponibles comercialmente.
A mí también me gustaría entender las matemáticas que hay detrás del cálculo de un problema como éste.
La tensión en un condensador caerá a un ritmo de \$ \dfrac{dv}{dt} = \dfrac{-I}{C}\$ suponiendo una corriente constante \$I\$ y la capacitancia \$C\$ .
Así que si el CI está garantizado para trabajar hasta 2,90V (has determinado este valor a partir de la hoja de datos), la capacitancia necesaria para que funcione durante 'x' minutos con un consumo de 10mA será:
$$C = \frac{I \cdot T}{\Delta V} = \frac{0.01A \cdot (60 sec/min) \cdot (x\ min)}{0.4V} = 1.5 Farads/min \cdot x min $$
Así que para 5 minutos, necesitarías 7,5F de capacitancia.
Aunque esa es una cantidad de capacidad prohibitiva para un condensador electrolítico convencional, no es imposible para un " doble capa ", como por ejemplo estos .
El coste de dicha pieza es prohibitivo para muchos dispositivos electrónicos de consumo.
¿Querías dividir por delta(V) en lugar de multiplicar? Además, supongo que puedo aumentar delta(V) si cargo la tapa al máximo voltaje que el IC puede manejar (por ejemplo, 3,9V)?
Busque "condensadores de respaldo de memoria". Suelen venir en capacidades de 1,0F a 1,5F, con voltajes máximos de 5,5 voltios. Cuestan unos 3 dólares por unidad.
He aquí un ejemplo: https://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/Product_10001_10001_2162599_-1
Tenga en cuenta que estas supercápsulas no son ideales para cargas de alta corriente (o filtrado) - tienen una resistencia interna significativa (ESR).
Además, no estoy de acuerdo con el uso de una resistencia limitadora de corriente para los supercaps de reserva. Eso sólo desperdiciará energía en la resistencia. La carga que tienes presumiblemente ya dibuja la cantidad "correcta" de corriente, asumiendo que alimentas el voltaje correcto. La matemática para eso se mostró en la respuesta anterior.
Las supercápsulas se utilizan continuamente como alternativa a las pilas de botón en los RTC. Consumen muy poca corriente durante mucho tiempo. Busca en Google "supercap rtc" para ver muchas hojas blancas sobre ellos. Y también hay condensadores increíblemente grandes disponibles en el mercado. Estamos hablando de condensadores de más de 1 Farad que se utilizan en los altavoces de los coches. 1F. No nF o pF, F. 20 a 30 dólares en cualquier tienda de car audio.
Incluso mejor, Maxim tiene una calculadora para el dimensionamiento del Supercap . Está orientado a aplicaciones RTC pero es bueno para tu pregunta, proporcionando también la matemática que hay detrás.
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Puedes controlar la rapidez con la que se descarga un condensador añadiendo una resistencia bien dimensionada al circuito de descarga. Uno piensa que se descargan rápido porque los que solemos ver tienen poca capacitancia. Así que, si consigues un condensador realmente grande, como el que Spehro acaba de calcular para ti, y lo combinas con la resistencia adecuada, se descargará al ritmo correcto. Y los condensadores pueden ser bastante grande .