Poniżej opisany układ pozwala na samodzielne skonstruowanie „wiecznego”, dającego się
wielokrotnie ładować „akumulatora”, wyposażonego w dodatku w regulację napięcia
wyjściowego. Cała konstrukcja oparta jest na superkondensatorach.
Co prawda koszt budowy takiego „akumulatora” jest dość znaczny i waha się w granicach
$90, inwestycja szybko zwróci się – jeśli wyliczyć koszty zaoszczędzone na kupowaniu
baterii do różnego rodzaju urządzeń. Dodatkowo, taki akumulator może być ładowany na
wiele sposobów (np. napięciem z zasilacza lub z ogniw słonecznych), a czas ładowania w
wielu przypadkach wynosi zaledwie kilka minut. Akumulator może znaleźć też zastosowanie
w sytuacjach „awaryjnych”, choćby do ładowania telefonu komórkowego w podróży bądź do
zasilania oświetlenia. W przedstawionej konstrukcji możliwe jest wybranie napięcia
wyjściowego z zakresu od 3,3 do 34V dzięki użyciu przetwornicy DC-DC.
Układ oparty jest na superkondensatorach, które posiadają pojemność wiele tysięcy razy
większą od zwykłych kondensatorów elektrolitycznych (1-3000 faradów vs przeciętnie
0,0001 farada), co czyni je dobrymi zamiennikami baterii. W opisywanym rozwiązaniu autor
wykorzystał dwa kondensatory o pojemności 400 faradów połączone szeregowo, co pozwala
uzyskać napięcie 5,4V do zasilania przetwornicy DC-DC. Dodatkowo, układ wyposażono w
obwód ładowania i wskaźnik napięcia.
Superkondensatory posiadają liczne zalety, m.in. można je ładować i rozładowywać nawet
milion lub więcej razy (pod warunkiem każdorazowo używania odpowiedniego napięcia i
baczenia na polaryzację!), mają wyjątkowo niską zastępczą rezystancję szeregową (ESR, dla
superkondensatora to przeciętnie 0,01Ω, dla baterii – 0,02 do 0,2Ω), co pozwala na szybkie
ładowanie i rozładowywanie kondensatora. Naładowane kondensatory nie wytracają
zgromadzonego ładunku w czasie nieużywania, jak ma to miejsce w przypadku baterii.
Dodatkowo, są znacznie bezpieczniejsze dla środowiska. Niestety, superkondensatory mają
też kilka wad – są dość znacznych rozmiarów, pracują przy niskich napięciach, dlatego
wymagane jest szeregowe łączenie; dodatkowo wszelkie zwarcia są wyjątkowo
niebezpieczne i grożą nawet porażeniem, aż wreszcie – superkondensatory są dużo droższe
od baterii.
Obwód ładowania superkondensatorów w omawianym przypadku jest bardzo prosty i
zbudowany w oparciu o układ LM317. Rezystory ograniczają napięcie wyjściowe do 1,25V.
Jako ogranicznik napięcia zastosowano rezystory 2,2Ω/5W, aby uniknąć możliwości spalenia
układu LM317. Ogranicznik prądu może być wyłączony za pomocą zwory. Zabezpieczenie
przed „powrotem” napięcia z naładowanych kondensatorów stanowią dwie, równolegle
połączone diody 1N4001.
W „baterii” superkondensatorów pracują dwa elementy, każdy o pojemności 400 faradów i
na napięcie 2,7V, połączone szeregowo. Zapewnia to maksymalne napięcie 5,4V oraz
wypadkową pojemność 200 faradów. Do zasilania przetwornicy DC-DC wymagane jest
napięcie rzędu 3,4V, więc takie rozwiązanie jest idealne – nawet w przypadku spadku
napięcia na kondensatorach od 5,4 do 3,4 V przetwornica będzie pracowała bez problemów.
Autor zastosował też przycisk typu DPDT, pozwalający na wybór pomiędzy zasilaniem
przetwornicy a jedynie sprawdzeniem stanu naładowania kondensatorów.
