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Para aplicações que utilizam supercapacitores de grandes valores (dezenas a centenas de farads), é necessário um circuito carregador com uma corrente de carga relativamente alta para minimizar o tempo de recarga do sistema

Para aplicações que utilizam supercapacitores de grandes valores (dezenas a centenas de farads), é necessário um circuito carregador com uma corrente de carga relativamente alta para minimizar o tempo de recarga do sistema. Esses componentes são usados como dispositivos de retenção de energia em aplicações como os discos RAID de estado sólido, nos quais a informação armazenada em memórias voláteis de grande velocidade deverá ser transferida para memórias flash não voláteis no momento em que a alimentação for perdida.


Esse tempo de transferência pode levar alguns minutos, requerendo centenas de farads para sustentar a fonte de alimentação até que a transferência da informação seja completada. A especificação do tempo de recarga desses bancos de supercapacitores é tipicamente menor que 1 h. Para realizar isso é preciso dispor de uma corrente de carga alta. Este artigo descreve o funcionamento de um circuito de carga para supercapacitores que utiliza o CI LT3663, da Linear Technology, o qual possui essas raras características.

Esse circuito integrado é um regulador chaveado tipo step-down de 12 A – 1,5 MHz com limite da corrente de saída ideal para uso em aplicações com supercapacitores. O componente tem um range de tensões de entrada de 7,5 V a 36 V, possui tensão de saída ajustável e limite de corrente de saída também ajustável. A VOUT é obtida com um divisor re- sistivo no laço de realimentação, enquanto o limite de IOUT é fixado por um simples resistor ligado entre os pinos ILIM e GND (terra). Devido ao seu circuito de compensação e ao boost interno, o LT3663 requer um número mínimo de componentes externos para funcionar perfeitamente.

Power Ride – Through Application

Um procedimento de seleção do tamanho do supercapacitor foi esboçado na edição de setembro de 2008 da Linear Technology Magazine, no artigo intitulado “Replace Batteries in Power Ride- Through Applications with Supercaps and 3 mm x 3 mm Capacitor Charger”. Esse texto mostra que a capacitância eficaz do supercapacitor (CEFF), em 0,3 Hz, dependerá do nível de potência a ser mantido, da mínima tensão de operação do conversor CC/CC com carga, das resistências de circuito distribuídas dos supercapacitores (incluindo a ESR) e do tempo de “hold up” (retenção) requerido.


Uma vez conhecido o tamanho do supercapacitor, a corrente de carga pode ser determinada para encontrarmos as características do tempo de recarga. Esse tempo (T RECHARGE) é o necessário para recarregar os supercapacitores entre a mínima tensão de operação (V UV ) do conversor CC/CC e a tensão de carga total (VFC). A tensão sobre os superca- pacitores individuais no começo do ciclo de recarga é igual à mínima tensão de operação dividida pelo número de supercapacitores em série.

A partir deste ponto, este artigo descreve uma aplicação com apenas dois supercapacitores em série. A corrente de recarga (I RECHARGE) é determinada pela equação de controle de carga do capacitor, conforme abaixo:





Na qual, se assume que a tensão sobre o supercapacitor não se descarregará até um valor abaixo de VUV/N. Esta consideração só será válida se o intervalo de tempo no qual a potência não estiver disponível, for tal que a corrente de fuga dos supercapacitores não tenha reduzido significamente a tensão sobre o capacitor.

A tensão sobre o supercapacitor pode agora subir ligeiramente, após o conversor CC/CC terminar a operação devido ao efeito de absorção dielétrica. O tempo de carga inicial TCHARGE para um banco de supercapacitores (totalmente descarregados) é dado por:



A figura 1 mostra o diagrama de blocos para esta aplicação com um carregador de dois supercacitores em série.




Circuito de carga com uso do CI LT3663

O circuito de carga é obtido ligando-se o resistor RILIM entre os pinos ILIM e GND (terra). A tabela 1 apresenta as correntes de carga nominais para diversos valores de R ILIM.



A tensão de carga completa (total) é dada pelo divisor resistivo no laço de realimentação. A tabela 2 ilustra vários valores de RFB2 (resistor entre o pino FB e o terra) quando o resistor RFB1 (colocado entre os pinos VOUT e FB) vale 200 k Ω.




A figura 2 exibe o circuito de carga para cada supercapacitor.