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超级电容组充电解决大电容充电的挑战

上网日期: 2014年09月15日 ?? 作者: Jun Liu ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:超级电容? 电源管理系统? 大电容充电?

超级电容(Supercapacitor [SC] 或ultracapacitor)亦称双电层电容(electric double-layer capacitor),目前越来越广泛地用于各种电源管理系统。在汽车应用(如具有再生制动功能的起停系统)中,超级电容能够提供使起动器啮合所需的能量,以重启燃烧发动机,并接收在制动期间回收的动能。超级电容的优势在于其充放电次数显著多于传统铅酸电池,同时能够更迅速地吸收能量而不减少其预期寿命。这些特点还使超级电容对工业后备电源系统、快速充电无绳电动工具和远程传感器具有吸引力,因为对这些应用来说,频繁更换电池是不切实际的。

本文讨论了有关为这些大电容充电的挑战,并向电源系统设计工程师介绍了如何评估和选择适合后备能量存储应用的最佳系统配置。文中介绍了一种超级电容充电器解决方案范例,并提供了波形和详细解释。

系统详述

许多系统配置都使用超级电容组作为后备能量存储组件。一开始,设计工程师需要确定其能量存储配置目标,然后决定可用多大电压来存储能量。解决方案选择取决于负载的功率和电压要求,以及超级电容的能量和电压能力。在确定了最佳解决方案后,还必须对整体性能与成本进行平衡。

图1显示了一种高效率解决方案的框图,其中的负载是需要稳定输入电压(3.3V、5V、12V等)的器件。48V主电源为正常工作的开关稳压器2(SW2)供电,同时通过开关稳压器1(SW1)为超级电容组充电,使其电压达到25V。当主电源断开时,超级电容组向SW2供电,以维持负载的连续运行。

超级电容组充电解决大电容充电的挑战(电子工程专辑)
图1.一种使用超级电容组的电池后备系统的框图

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