1.9.3. Зависимость условий эксплуатации и долговечности ионистора
Читайте также
Особенности эксплуатации и уход за натяжными потолками
Особенности эксплуатации и уход за натяжными потолками Натяжные потолки сокращают высоту помещения примерно на 2–3 см, иногда до 5 см, поэтому они подходят для монтажа в помещениях с низкими потолками. В некоторых случаях к этой величине нужно добавить еще примерно
Подготовка к эксплуатации
Подготовка к эксплуатации Первое включение готовой к эксплуатации сауны происходит при температуре +50 °C при открытых настежь дверях и задвижках.В 1-й день включения рекомендуется поддержание температуры в парной до +60 °C в течение 4 ч; во 2-й – до +90 °C также в течение 4 ч;
Вопросы долговечности фасадных материалов
Вопросы долговечности фасадных материалов
В последнее время требования к теплосопротивляемости ограждающих конструкций значительно возросли.
Зависимость благополучия от совместимости гороскопов по фэн-шуй
Зависимость благополучия от совместимости гороскопов по фэн-шуй Во многом успехи как в личной жизни, так и в бизнесе определяются симпатиями и антипатиями людей по отношению друг к другу. Можно привести множество примеров, когда, едва познакомившись, два человека
Правила эксплуатации электропроводки
Правила эксплуатации электропроводки Хорошее освещение в квартире и надежная работа различных бытовых электрических приборов зависят от напряжения в домовой электросети, которое обычно бывает равно 110, 127 или 220 В. Все электрические светильники и приборы рассчитаны на
1.

1.9.1. Отличия ионистора от АКБ и «классических» конденсаторов В отличие от «классических» АКБ в ионисторе не используются необратимые и обратимые химические реакции, и он более универсален, даже безопасен. Кроме того, ионистор может применяться в устройствах с более
1.9.4. Стандартная схема включения ионистора
1.9.4. Стандартная схема включения ионистора Стандартная схема включения ионистора в качестве резервного источника питания приведена на рисунке 1.51.Диод VD1 предотвращает разряд ионистора С1 при «нулевом» напряжении питания (Un=0). Резистор R1 ограничивает зарядный ток
Подготовка к эксплуатации
Подготовка к эксплуатации
Первое включение готовой к эксплуатации сауны производят при температуре +50 °С. При этом дверь и задвижки открывают настежь.? В первый день включения рекомендуется поддерживать в сауне температуру до +60 °С в течение 4 ч.? На второй день
Правила эксплуатации бассейна
Создание условий для выращивания овощных растений в жилом помещении
Создание условий для выращивания овощных растений в жилом помещении Свет – главный фактор, обеспечивающий рост растений и получение овощей в домашних условиях. Разные места жилого помещения освещаются неодинаково. Больше всего прямого света попадает на веранды,
Суперконденсаторы вместо аккумулятора в автомобиле
Суперконденсатор или ионистор — это что-то нечто среднее между аккумулятором и обычным конденсатором. У него много плюсов, которыми не обладает аккумуляторная батарея. Поэтому, я познакомлю вас с полностью рабочим прототипом батареи для машины на ионисторах. С помощью него можно не просто завести двигатель пару раз, а вполне полноценно эксплуатировать автомобиль неограниченное время.
Понадобится
Этого хватит для первого опытного образца.
Первое испытание с запуском двигателя
Я купил 6 суперконденсаторов и плату балансовой защиты, бывают они продаются индивидуально под каждый ионистор, а бывает и цельная линейка под шесть штук.
Собрал все воедино.
Плата защиты исключает перезаряд суперконденсаторов напряжением выше 2,7В, поэтому использовать ее практически обязательно нужно, если включение элементов производится последовательно.
Далее я припаял клеммы и установил эту батарею на авто. Но предварительно ее необходимо зарядить небольшим током 5-7 А до рабочего напряжения. На это ушло 10-15 минут времени.
После подключения автомобиль завелся без лишних сложностей, двигатель работал стабильно, напряжение в бортовой сети держалось на должном уровне.
В ходе этого эксперимента выяснились следующие плюсы и минут: батарея из ионисторов быстро разряжалась при выключенном зажигании, а именно где-то через 5-6 часов напряжение падало до 10 В. Это был минус, а плюс был в том, что даже при этом напряжении автомобиль все ещё заводился, так как для ионистора любое напряжение рабочее, в отличии от аккумулятора.
В итоге запустить двигатель по прошествии одних суток уже не представлялось возможным. И я решил исправить данный недостаток в следующей конструкции.
Схема
Вот схема второго прототипа батареи.
Оговорюсь сразу: солнечной панели и второго аккумулятора в ней нет. Тут также используется линейка из суперконденсаторов с балансной платой. Также добавлен контроллер заряда аккумулятора, пара переключателей, вольтметр и сам небольшой аккумулятор емкостью 7,5АЧ.
Работа устройства такова: перед запуском авто открываем капот и счелкаем верхний по схеме переключатель. Через мощный 50 Ваттный резистор сопротивлением 1 Ом, ионистор начинает заряжаться от аккумулятора. Заряжать напрямую без этого резистора нельзя, так как для аккумулятора это будет равносильно короткому замыканию.
На все про все уходит 15 минут времени. Для меня это не критично. После этого можно заводить авто и ехать. Также парально резистору воткнут диод Шоттки. Он служит для зарядки аккумулятора после того как двигатель запущен.
А заряжается аккумуляторная батарея через контроллер зарядки.
Он нужен для того, чтобы каждый раз не щелкать переключатель включения, а один раз включить и ехать: встать у магазина и уйти на пару часов. И если ионистор начнет тянуть из аккумулятора ток, и разряжать его ниже 11,4 В, то контроллер зарядки тут же его отключит. Тем самым защитит батарею от полного разряда, что может ее погубить раньше срока.
Нижний по схеме переключатель служит для подключения вольтметра либо к ионисторам, либо к батарее.
Полностью рабочий экземпляр батареи на суперконденсаторах
Собрал всю схему в пластиковой коробке. Временно естественно, чисто покататься и испробовать новшество.
Вид устройства с верху.
Защитный контроллер.
Мощный токоограничивающий резистор.
Цифровой вольтметр виден через пластик.
Устанавливаем на автомобиль вместо штатной батареи.
Включаем зажигание и пробуем произвести пуск двигателя.
Мотор запустился быстро, без каких либо проблем.
Производится зарядка ионисторов и аккумуляторной батареи, о чем свидетельствуют показания вольтметра.
Заключение
Теперь поподробнее о достоинствах и недостатка: Плюсы:- В отличии от аккумулятора суперконденсаторы надежнее справляются с пиковым пусковым током. Пуск получается надежнее.
- Низкое напряжение вполне является рабочим.
- Имеет низкий вес, от чего всю коробку можно запросто таскать домой на всякий случай.
- Для пуска можно произвести зарядку даже от батареек и спокойно ехать в путь.
- Большой саморазряд. Передвигаться конечно можно, но если необходимо на короткий срок включить габариты или аварийную сигнализацию — мало на что хватит энергии, при заглушенном двигателе естественно.
Ну это то что пришло в голову. Теперь о стоимости. На Али Экспресс супер конденсаторы стоят не так уж и дорого. И если посчитать их 6 и балансную защиту, то выйдет дешевле чем кислотный аккумулятор.
На этом у меня все. Надеюсь мой эксперимент был для вас познавательным и интересным. Удачи всем!
Смотрите видео
Пробник с таким накопителем энергии позволяет проводить «прозвонку» электрических цепей, проверку диодов и других приборов с p-n переходами. Встроенный генератор импульсов позволяет производить проверку НЧ и ВЧ цепей и узлов различной РЭА. Схема пробника рис. 1. Его основа — генератор импульсных сигналов на транзисторах VT2, VT3, подключаемый к акустическому излучателю или подстроечному резистору R2. ![]() Пробник работает следующим образом. Установку основных режимов производят переключателем SA1. В режиме «прозвонки» (проверки сопротивления цепи), когда переключатель SA2 находится в положении 4 («Пробник»), контролируемая цепь с помощью штырей Х1 и Х2 подключается к истоку транзистора VT4 и общему проводу. Если сопротивление этой цепи более 1 кОм, ток через полевой транзистор меньше порогового уровня и поэтому транзистор VT3 остается закрытым и генератор не работает. Когда же сопротивление меньше этой величины, то VT3 открывается и звуковой сигнал генератора свидетельствует о том, что сопротивление цепи менее 1 кОм. В устанавливаемом переключателем SA1 режиме проверки p-n переходов штырь Х1 через резистор R10 соединен с базой транзистора VT6. Если p-n переход исправен, то в случае подключения его анодом к Х1 и катодом к Х2 через него протекает прямой ток; транзисторы VT4-VT6 открыты и генератор работает. ![]() Генератор вырабатывает импульсы постоянно, когда переключатель SA2 установлен в положение «Генер.». Его сигнал с движка резистора R2 через конденсатор С3 поступает на Х1 без ограничения спектра (в режиме «ШП») или через конденсатор С2 (в режиме «ВЧ»). Генератор вырабатывает короткие импульсы длительностью около 30 мкс и периодом следования 1…1,5 мс, имеющие широкий спектр частот, что позволяет использовать его для проверки каскадов НЧ и ВЧ. Амплитуду сигнала можно регулировать подстроечным резистором R2. Режим зарядки ионистора С4 обеспечивают элементы VD1, VD2, HL1, VT1. После установки переключателя SA1 в положение «Зарядка» и SA2 в положение «Пробник» на штыри Х1, Х2 подают постоянное (плюсом на Х1) или переменное напряжение 5…20 В. Диод VD2 служит для защиты от неправильного подключения источника постоянного напряжения, а также выпрямления переменного. ![]() Как происходит зарядка? После подачи напряжения на штыри Х1, Х2 ток величиной около 10 мА, стабилизированный транзистором VT1, протекает через диод VD1 и ионистор. По мере зарядки напряжение на нем растет, и когда оно достигнет примерно 1,5 В, часть тока начнет протекать через резистор R1 и светодиод HL1. Подбором резистора R1 на цепи R1HL1 устанавливают напряжение около 3,2 В, чтобы ионистор заряжался до напряжения 2,5 В. Продолжительность этого процесса всего 1…2 мин. Специального выключателя питания нет, так как при переключении SA2 в положение «Пробник» и разомкнутых Х1 и Х2 протекают только обратные токи транзисторов и ток саморазряда С4. О конструкции пробника. Большинство деталей размещают с двух сторон печатной платы из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита, ее эскиз приведен на рис. 2. Конденсаторы С2 и С3 установлены на выводах SA1. Переключатели, светодиод и акустический излучатель закреплены на стенках корпуса пробника, в качестве которого может быть использован алюминиевый цилиндр от фломастера или маркера с внешним диаметром около 22 мм (рис. ![]() В пробнике можно применить такие детали: транзистор VT1 — КП302А, КП303Е или КП307А с начальным током стока 10…15 мА, VT4 — КП303А, КП303Б с начальным током стока около 1 мА. Транзисторы VT2, VT5 — серий КТ315, КТ3102, VT3, VT6 — КТ361, КТ3107 с любым буквенным индексом и h31Э не менее 50. Диоды VD1, VD2 — КД103А, КД104А, светодиод может быть любой из серий АЛ307, АЛ341. Подстроечные резисторы — СП3-19а, постоянные — МЛТ, С2-33, Р1-12. Ионистор С4 — К58-9а или К58-3; конденсатор С1 — с малым током утечки К52, К53; С2, С3 — КМ, К10-17. Переключатель SA1 — движковый на пять положений, например, от сетевых адаптеров, SA2 — любой малогабаритный на два положения и два направления. Излучатель ВА1 — капсюль от малогабаритных головных телефонов с сопротивлением не менее 100 Ом. Динамический излучатель допустимо заменить на пьезоэлектрический, например, ЗП-1, ЗП-3 и аналогичные, при этом экономичность пробника повысится, но габариты придется увеличить. ![]() В авторском варианте пробника полного заряда ионистора хватало на 25 мин непрерывной работы генератора, поэтому в режиме «прозвонки» или проверки p-n переходов, когда генератор включают кратковременно, его заряда вполне хватит на рабочий день. В режиме генератора экономичность можно повысить, если в качестве SA2 применить кнопку с самовозвратом. В этом случае на нее кратковременно нажимают после подключения Х1 к исследуемой цепи. Налаживание прибора сводится к подстройке резистором R5 порога срабатывания генератора таким, чтобы при напряжении питания 1,5… 2,5 В он работал устойчиво при подключении к Х1 и Х2 сопротивления менее одного килоома, а при большем сопротивлении генерация не возникала. Частоту колебаний генератора можно изменить подбором конденсатора С5. В режиме проверки диодов, возможно, придется подобрать резистор R9 для получения устойчивой работы пробника при пониженном напряжении (около 1,5 В). ![]() Чтобы при зарядке ионистора напряжение на нем не превышало 2,5 В, сопротивление резистора R1 подбирают, временно заменив его подстроечным сопротивлением 150 Ом. Установив R1 в положение минимального сопротивления, подключают Х1, Х2 к источнику питания с напряжением 8…10 В. Через две-три минуты после подачи зарядного тока контролируют напряжение на ионисторе и постепенно, в течение нескольких минут, увеличивают сопротивление резистора до тех пор, пока напряжение на ионисторе не достигнет 2,5 В. После этого подстроечный резистор заменяют на постоянный того же сопротивления. Для того чтобы не производить такой подбор, резистор R1 можно заменить на два последовательно включенных маломощных кремниевых диода, например КД103А. При напряжении питания 1,5 В и менее частота генератора заметно понижается, что свидетельствует о необходимости подзарядки ионистора. Если отсутствует ионистор, его заменит гальванический элемент, например, литиевый с напряжением 3 В, при этом все детали, обеспечивавшие зарядку ионистора, исключают. ![]() Если нужно, чтобы в режиме генератора звуковой сигнал звучал постоянно, переключатель SA2.1 исключают, коллектор транзистора VT2 соединяют с нижними (по схеме) выводами R2 и ВА1, а сопротивление R2 увеличивают до 1 кОм. Поделись с друзьями в социальных сетях Реклама Похожие материалы:К сожалению, похожего ничего не нашлось! |
Схема подключения конденсатора к сабвуферу: рассмотрим подробноСхема подключения конденсаторов для сабвуфера с магнитолой, усилителем и другими потребителями Как подключить конденсатор к сабвуферу и зачем он нужен, знают только те, кто уже сталкивался с работой по улучшению автозвука, потому что, когда самостоятельно устанавливаете аудиосистему, поневоле приходится изучить множество различных материалов. Вот так выглядит современный накопитель для сабвуфера В наши дни все чаще встречаются накопители для сабвуфера, в устройстве которых применяются конденсаторы, фото выше (от латинского Condense — накапливать):
Внимание: Ни один аккумулятор не способен отдавать такую мощную энергию, в результате этого происходит просадка напряжения, которая выражается в том, что фары у вас начинают «моргать», заметно падает мощность усилителя, от этого бас исходящий от сабвуфера, ранее абсолютно четкий, становится «размытым».
Примечание: Самой большой глупостью, которую легко можно отыскать на подобных форумах, является утверждение, что — надо выбирать конденсатор исходя из расчета исключительно количества фарад на киловатт, подобные рекомендации не верны в корне, абсолютно не понятно, откуда они берутся.
Прежде чем изучать вопрос, как правильно подключить конденсатор для сабвуфера, нужно понимать для чего, поэтому давайте разберемся:
Примечание: Отличается конденсатор от аккумулятора тем, что вершина отдачи энергии в конденсаторе приходится лишь на первый миг, затем происходит резкое падение заряда, а вместе с зарядом падает и скорость его отдачи.
ИонисторыИонисторы – модные заменители накопителей, то, что зачастую возит в багажнике большинство меломанов, они отличаются от конденсаторов следующими параметрами:
Инструкция рекомендует проверить ионистор, чтобы понять, работает ли он, и как он работает:
Примечание: Это означает одно, при первом же ударе мощности саба заряд падает и ионистор превращается в лишний компонент в системе питания, поскольку активным и полезным он бывает тогда, когда заряд его выше напряжения внутри сети.
Примечание: Стоит знать, чем грозит вам просадка кабеля. Причина в том, что от резкого возрастания потребления происходит возрастание реактивного сопротивления. И чем быстрее и больше пользователь хочет взять через кабель энергию, тем кабель сильнее будет этому мешать (особенно если он у вас тонкий и очень длинный). Проблема от дешевого и низкокачественного кабеля отражается на ионисторе, который после разрядки, не сможет больше снова накопить энергию, поэтому решайте сами Установка конденсатораСхема подключения конденсатор для сабвуфера, то с чего следует начинать работу: Схема подключения в цепь конденсатора
Совет: Пока не проверите контакт всех клемм и не убедитесь, что в сети есть 14вольт, не подсоединяйте конденсатор.
Примечание: Еще одно распространенное заблуждение по поводу конденсаторов, якобы они нужны в системах, где вам необходима максимальная громкость либо на соревнованиях в мощности звучания, для фанатов эс пи эль. На самом деле, при обычных случаях, он будет удачно заменять ионистор. Доказать что кондер необходим в обычных акустических автомобильных системах можно:
Производитель FocalВот, например, известный производитель высококачественной аудиотехники и усилителей из Франции, Фокал, использует в своих моделях такое решение:
Примечание: Единственным недостатком этого фирменного конденсатора, является то обстоятельство, что он подходит исключительно к усилителям марки Фокал. Особенности кондера Фокал следующие:
Примечание: Количество кондеров в модуле соответствует количеству блоков питания в усилителях.
Остается пожелать вам успешного подключения и порекомендовать видео, для успешного выполнения работы. Выбор и подключение конденсатора для сабвуфераСегодня найти данное устройство несложно. Оно есть во многих магазинах, которые занимаются продажей аксессуаров и других предметов для автомобиля. При этом, выбор их огромный. Они отличаются как качественными характеристиками, так и наличием дополнительных функций. Каждый может выбрать тот вариант, который будет ему по душе. Что касается подключений устройства, то можно воспользоваться помощью специалистов. Они быстро и качественно выполнят необходимую работу, но за это потребуется заплатить определенную сумму денег. Если вы хотите сэкономить, то подключить сабвуфер и все его составляющие можно и своими руками. Это совершенно не сложно, поэтому каждому под силу. Но есть некоторые нюансы и тонкости, которые важно знать. В противном случае ошибки неизбежны. КонденсаторКонденсатор на сабвуфер: для чего он нужен?Сабвуфер представлен в виде сложной системы, которая состоит из разных элементов. Особенно важными являются конденсаторы. Конденсатор на сабвуфере обеспечивает аккумулирование заряда. Он передается усилителю, что приводит к улучшению качества звучания аудиосистемы. После того как разряд передан, конденсатор возвращается в свое первоначальное состояние разряженности. Таким образом он готов к принятию нового баса. При этом данная процедура проходит за доли секунды. Заметить человек ее не может, но сразу заметит изменения звучания в лучшую сторону. У многих возникает вопрос, нужен ли конденсатор для сабвуфера? Ответ прост. Да. Наличие конденсатора на сабвуфере препятствует появлению невнятного бубнения устройства. Последнее образуется в результате провала напряжения. Касается это даже дешевых музыкальных устройств. В итоге музыкальная композиция воспроизводится чисто и без посторонних шумов. Сабвуфер: какой динамик выбрать?Прежде чем приступить к обустройству аудиосистемы в автомобиле, а также установке сабвуфера, необходимо продумать, какие динамики будут использоваться, так как они являются важным ее элементом и тоже определяют качество звучания. Мощность динамиков может быть разная. Нет общего принципа ее выбора, но стоит обратить внимание на данный показатель усилителя. В динамике мощность должна быть выше. Если же это правило не соблюдать, то при высокой громкости возможно искажение звука. Сабвуфер и усилительЕсли подключение сабвуфера проводится своими руками, то не стоит забывать и об усилителе. Он может быть устроен в системе или подсоединяться отдельно. Усилитель не является основным компонентом, но все же рекомендуется, особенно если сабвуфер подключается к штатной магнитоле. Усилитель – это колонка, воспроизводящая низкие частоты. Она имеет вид деревянной коробки. Такая конструкция обеспечивает дополнительные возможности устройству. Они касаются мощного баса на выходе. Как показывает практика, лучше использовать отдельный усилитель, так как он самостоятельно подключается к магнитоле и является связующим звеном между колонкой и самим устройством. Как подключить конденсатор для сабвуфера?Подключение конденсатора к сабвуферу – несложный процесс, но трудоемкий. Важно выполнить его правильно, так как от этого напрямую зависит работа устройства. Первое, что понадобится, – схема подключения. Ее стоит изучить и только после этого приступать к основной работе. Судя по схеме, кабель плюсовой клеммы подсоединяется к плюсу конденсатора. А от последнего к плюсу, который есть на усилителе. Потом проводится подключение минусового кабеля АКБ. Он, соответственно, соединяется с минусом конденсатора, затем и с усилителем, причем тоже с минусом. Подсоединение конденсатора проводится параллельно. Рекомендации специалистовВ данном вопросе важны рекомендации специалистов. Ими пренебрегать не стоит. Первое, на что следует обратить внимание, – это расположение конденсатора. Также стоит отметить, что перед установкой конденсатор необходимо зарядить. Особенно это касается устройств большой емкости. В противном случае горячее подключение может привести к реакции, подобной замыканию. Но вот последствия будут намного серьезнее и печальнее. Зарядить конденсатор можно при помощи специального устройства, которое идет с ним в комплекте. Если его нет, то отлично подойдет и лампочка, которая предназначена для использования в автомобиле. После того, как схема собрана, можно подсоединять провод АКБ и аккумулятор. Что касается минусовой клеммы, то сначала должна пройти полная зарядка конденсатора. Только после этого ее подключают к аккумулятору. Если вся работа выполнена правильно, то и музыкальная система будет работать качественно с отличным звучанием. В противном случае ошибки дадут о себе знать. Конденсатор для сабвуфера: схема подключения и зарядкаПрежде чем рассказывать про актуальность установки конденсатора для сабвуфера в транспортном средстве, следует задать автолюбителю вопрос – а зачем вообще они монтируют в свои автомобили подобное оборудование? Ответ очевиден: чтобы наслаждаться максимально возможным звучанием своих любимых композиций, которым добавляет дополнительной «сочности» проигрывание их в условиях очень ограниченного пространства. Казалось бы, что для этого нужно? Купить хорошую магнитолу, усилитель и колонки. Но, как показывает практика, данного набора может не хватить для получения запланированного результата. Почему? Для чего нужен конденсатор на сабвуферАвтомобильная аудиосистема функционирует за счет аккумулятора и генератора, которые входят в перечень обязательных механизмов современного транспортного средства. Видео: Краткий ликбез + установкаТакже актуальным является установка конденсатора для сабвуфера в том случае, если в машине присутствует кондиционер, так как при его эксплуатации теряется как минимум тридцать процентов вырабатываемого тока. схема подключения конденсатора к сабвуферу Большинство популярных схем предлагают подключить это устройство в непосредственной близости к автомобильному аудио усилителю. Некоторые модели могут дополнительно комплектоваться цифровыми вольтметрами и датчиками заряда. Как зарядить конденсатор для сабвуфераПроцедура подзарядки конденсатора в автомобиле редко вызывает затруднения у опытных водителей – для этого достаточно четко следовать ниже описанной инструкции:
Схема зарядки конденсатора Собственно, задуманная процедура закончена, что позволит еще очень долгое время наслаждаться качественным звучанием любимой музыки в салоне собственного средства передвижения. |
с суперконденсатором
Статья Авторы: Амин Ху, Бо Ян и Нуо Лу, M3Tek В условиях все более широкого распространения мобильных устройств, Интернета вещей и интеллектуальных устройств обеспечение целостности и безопасности данных в любых условиях становится важной задачей.
В связи с широким распространением мобильных устройств, Интернета вещей (IoT) и интеллектуальных устройств обеспечение целостности и безопасности данных при любых условиях становится важной задачей.Эти устройства обычно имеют основной источник питания, поддерживающий нормальную работу. Когда основной источник питания неожиданно теряется, устройство должно поддерживать все или часть функции в течение определенного времени для выполнения необходимых функций, таких как резервное копирование данных и отчет о состоянии. Некоторым системам также необходимо поддерживать работоспособность схем с низким энергопотреблением в течение нескольких дней или недель. Для достижения этой цели в этих устройствах требуется резервное питание, кроме основного источника питания.
Например, все больше водителей устанавливают автомобильные видеорегистраторы из соображений безопасности вождения.В этом приложении камера получает основное питание от USB-порта в автомобиле. Когда автомобиль выключается или попадает в аварию, входное питание может быть потеряно. В этих условиях камере необходимо обрабатывать данные, сохранять данные или даже продолжать запись видео. Кроме того, ожидается, что камера сможет поддерживать часы реального времени даже после того, как автомобиль не используется в течение нескольких дней или даже недель. Чтобы удовлетворить эту потребность, в камере можно использовать литий-ионный аккумулятор в качестве резервного источника питания. Одна из проблем литий-ионных аккумуляторов — это ограниченный диапазон рабочих температур.В жаркий летний день при прямом солнечном свете температура камеры может превышать 70 ℃, что превышает допустимый диапазон рабочих температур для литий-ионных аккумуляторов.
Другой пример — приложение для интеллектуального счетчика электроэнергии. Для этого приложения счетчик получает основное питание от сети переменного тока. При отключении питания переменного тока интеллектуальный счетчик должен иметь достаточный запас энергии для питания сети AMI (Advanced Metering Infrastructure) на период, достаточный для того, чтобы все другие интеллектуальные счетчики могли сообщать о своем состоянии в центральный офис коммунального предприятия. Более того, из соображений безопасности счетчики обычно опломбированы и устанавливаются на улице при температуре эксплуатации от -40 ° C до 70 ° C. Это приложение требует накопителя энергии с высокой емкостью накопления энергии, широким диапазоном температур, длительным сроком службы и работой, не требующей обслуживания.
Аналогичная потребность возникает во многих других приложениях, таких как устройства IoT со сбором и хранением энергии, телекоммуникационное оборудование, промышленное оборудование или другое электрическое оборудование.Все эти приложения требуют решения для хранения энергии с широким диапазоном температур, высокой удельной мощностью, низким током утечки и длительным сроком службы.
Устройства накопления энергии
Конденсатор, как базовый элемент схемы, может поддерживать широкий диапазон напряжений. Он обеспечивает высокую мгновенную мощность, практически неограниченный цикл зарядки и разрядки. Но из-за низкой плотности энергии его использование для резервного питания ограничено. Чтобы сохранить достаточно энергии для резервного питания, необходимы десятки или даже сотни конденсаторов.Это увеличит стоимость и размер решения.
могут накапливать большой заряд. Он использовался в широком спектре мобильных приложений в качестве основного источника питания. Основная проблема литиевых батарей — это малый срок службы, ограниченный диапазон рабочих температур и низкая выходная мощность. Нормальная температура заряда ограничена значением от 0 до 45 ° C, а температура разряда — от -20 ° C до 60 ° C. Это ограничит его использование во многих приложениях, как показано выше. Литий-ионный аккумулятор имеет срок службы всего около 500 циклов зарядки и требует сложной схемы зарядки для обеспечения безопасной работы.
Источник: Battery University
Суперконденсатор или EDLC (электрический двухслойный конденсатор) имеет более низкую плотность энергии по сравнению с батареей, но в 10 раз выше, чем у конденсаторов. Он имеет гораздо более высокую удельную мощность по сравнению с батареями, что является критическим требованием для приложений, которым требуется высокая мгновенная мощность. Может работать в широком диапазоне температур от -40 до 85 ° C. Суперконденсатор имеет очень длительный жизненный цикл, превышающий 500 000 циклов, что обеспечивает работу без обслуживания.Зарядка и разрядка суперконденсатора очень похожи на конденсатор. Это значительно упрощает конструкцию зарядного устройства и разрядника и делает их популярным выбором по сравнению с батареями.
Благодаря быстрому техническому прогрессу производители суперконденсаторов постоянно улучшают стоимость, плотность энергии, удельную мощность и ток утечки.
Критические функции для управления питанием суперконденсаторов
Суперконденсатор демонстрирует множество преимуществ для приложений с суровыми условиями эксплуатации, высокой резервной мощностью, длительным сроком службы и длительным временем ожидания. Он набирает обороты во многих новых приложениях, требующих резервного питания. Для достижения этой оптимальной производительности необходимо надежное и гибкое решение для управления питанием.
Текущее рабочее напряжение суперконденсатора на одну ячейку не более 2,7 В. Чтобы продлить срок службы, некоторые приложения ограничивают рабочее напряжение до 2,5 В для одноэлементного суперконденсатора. Поскольку во многих системах входное напряжение составляет 5 В и требуется шина питания 3,3 В, во многих системах последовательно используются двухэлементные суперконденсаторы для обеспечения резервного питания 5 В.
Некоторые из критических соображений при проектировании:
- Управление зарядкой / разрядкой суперконденсаторов.
- Управление силовым трактом.
- Балансировка ячеек для последовательной конфигурации суперконденсаторов.
- Резервное копирование и регулировка напряжения.
- Защита от перенапряжения, перегрузки по току и пониженного напряжения.
- Низкий ток утечки суперконденсатора (длительное время ожидания).
Полное решение для резервного питания для двухэлементных суперконденсаторов
M3tek’s MT2600 — это законченное решение для управления питанием для приложений резервного питания двухэлементных суперконденсаторов.Он интегрировал вход перенапряжения; схема защиты от перегрузки по току; переключатель обратной блокировки и схема управления зарядкой суперконденсатора с активной балансировкой ячеек для обеспечения безопасного, эффективного, компактного и недорогого решения для этих приложений.
На рисунке 1 показана блок-схема MT2600. Он объединяет три устройства с низким энергопотреблением Rdson и обширную систему управления и защиты в небольшом корпусе DFN 3X3. Благодаря трем устройствам питания MT2600 обеспечивает входное перенапряжение, входное превышение тока, обратную блокировку во время резервного копирования и надежную функцию управления суперконденсатором.
Как показано на Рисунке 2, с помощью всего лишь некоторого внешнего резистора и конденсатора можно реализовать хорошо защищенную систему питания с резервным двухэлементным суперконденсатором.
Рисунок 3: Схема работы системы резервного питания суперконденсатора с MT2600.
На рисунке 3 показан путь потока мощности в нормальном и резервном режиме работы. При наличии входного питания нагрузка системы питается от источника входного сигнала. В то же время суперконденсатор заряжается входной мощностью с контролируемым уровнем тока и напряжения.При пропадании входного питания MT2600 автоматически переходит в режим резервного питания. Он также будет генерировать сигнал неисправности PFLTB, чтобы сообщить системе о пропадании входного питания. В резервном режиме работы питание осуществляется от суперконденсатора.
Входная защита от перенапряжения / тока — переключатель нагрузки ВН (M1)
В любой системе конденсатор изначально разряжен. Когда подается напряжение питания, суперконденсатор выглядит как резистор низкого номинала. Это может привести к сильному пусковому току, если ток не контролируется или не ограничивается, что может привести к повреждению этих частей.Следовательно, обычно для схемы этого типа также требуется защита от короткого замыкания, перенапряжения и тока, чтобы предотвратить повреждение следующей системы.
Рис. 4 и 5: Выключатель нагрузки (M1), встроенный вход для защиты от перенапряжения / тока для MT2600.
В MT2600 встроен программируемый монитор входного напряжения. Когда входное напряжение падает ниже определенного напряжения, установленного резистивным делителем, подключенным к выводу PFB. Сигнал флага на PFLTB проинформирует следующую систему о событии, чтобы можно было предпринять предупреждающие действия, такие как обработка и сохранение данных в DRAM.
Защита от обратной блокировки — идеальный диод (M2)
Он также интегрировал идеальный диод для защиты от обратной блокировки при потере входного напряжения. Разница напряжений VIN — VSYS между портами VIN и VSYS отслеживается непрерывно. Как только V IN — V SYS <25 мВ, устройство немедленно отключает выключатель питания, чтобы предотвратить возврат тока к источнику и защитить источник во время короткого замыкания.
Рисунок 8: Схема защиты от обратной блокировки для MT2600.
Цепь зарядки лайнера (M3)
В MT2600 встроено линейное зарядное устройство для зарядки суперконденсатора током до 350 мА, что обеспечивает быструю и безопасную зарядку. Он включает в себя постоянный заряд (TC), заряд постоянного тока (CC) и постоянного напряжения (CV). Для глубоко разряженного конденсатора MT2600 использует заряд TC для предварительного кондиционирования конденсатора с низким уровнем тока, который обычно составляет половину тока CC.Когда VCAP поднимается выше 1,08 В, MT2600 запускает CC-заряд с током зарядки, запрограммированным внешним резистором на выводе ICHG: R ICHG = (K ICHG ) / (I ICHG ) = (3,6 A * кОм) / ( I ILIM ), так что его напряжение линейно возрастает. Поскольку суперконденсаторы заряжаются до целевого напряжения, которое может быть запрограммировано с помощью цепи обратной связи VCAP: VCAP = [(R CFB_Top + R CFB_Bot ) ∗ 1.1V] / (R CFB_Bot ), при этом постоянная Контур напряжения становится активным и точно контролирует постоянный уровень заряда суперконденсатора, чтобы избежать перезарядки.Как только напряжение CFB превысит 1,1 В, он прекратит зарядку и установит состояние окончания заряда (EOC).
Зарядные устройства также действуют как переключатель управления силовым трактом. При потере входного питания этот переключатель (M3) может быть включен без прерывания для подачи питания на системную шину с низкоомным путем до 2 А в резервном режиме. В резервном режиме ток покоя, потребляемый суперконденсатором, составляет всего 2 мкА. Это обеспечивает очень долгое время ожидания системы с суперконденсатором малой емкости.
Режим работы
Система должна иметь три состояния: состояние ожидания, состояние зарядки, состояние разряда и состояние UVLO, как показано на рисунке 11.
Рисунок 11: Режим зарядки, режим ожидания, режим разряда, условие взаимного преобразования режима UVLO.
Состояние ожидания
- VCAP> VSYS, VIN все еще доступен и PFB выше порогового напряжения. Или
- VCAP достигает точки настройки по CFB, и VIN все еще доступен, а PFB превышает пороговое значение.Или
- Напряжение любого из двух суперконденсаторов достигает точки внутренней защиты, и VIN остается доступным.
В состоянии ожидания M3 FET должен быть выключен. Корпусный диод M3 необходимо переключать в соответствии с напряжением VSYS-VCAP.
Состояние заряда
VSYS> VCAP, VIN доступен и исправен; VCAP ниже значения, установленного CFB. Оба суперконденсатора находятся ниже точки защиты от перенапряжения. В этом состоянии мы включим M3 с ограничением тока, установленным ICHG.
Необходимо оценить две возможные характеристики:
- Вход DPPM.
Если входное напряжение падает и напряжение PFB падает близко к заданному значению, мы можем уменьшить ток заряда, чтобы ограничить потребление тока из слабого входного источника.
- Окончание плавной зарядки. Когда VCAP заряжен и напряжение CFB приближается к заданному значению, мы можем уменьшить ток заряда, чтобы при остановке заряда падение напряжения на любом сопротивлении последовательно с конденсатором не приводило к колебаниям между режимом заряда / режимом ожидания.
Состояние разряда
Когда PFB ниже порога, мы считаем, что входной источник питания пропал. В этом случае OVP FET отключен. Идеальный диод тоже нужно выключить. Полевой транзистор M3 управления трактом питания включен для подключения VCAP к VSYS. Переход из режима зарядки или режима ожидания в режим разряда должен быть плавным, без значительного пускового тока, в то же время он не может позволить VSYS слишком сильно упасть, что может привести к отключению системы ниже по потоку.
В режиме разряда весь ток смещения обеспечивается VCAP.В этом случае для увеличения времени работы ток покоя должен быть ниже 2 мкА. Цепи должны быть живыми:
- Цепь обнаружения перегрузки по току M3.
- Схема обнаружения УВЛО для VCAP.
Государственное УВЛО
В случае, если система работает на суперконденсаторе в течение длительного времени без подзарядки, в конечном итоге VCAP упадет слишком низко, чтобы поддерживать функцию всей системы. Когда VCAP упадет слишком низко, мы перейдем в состояние UVLO. В этом состоянии вся цепь отключена.Это состояние можно сбросить, только если указан VIN.
Активная балансировка напряжения
Когда суперконденсаторы используются в последовательной конфигурации для достижения более высоких напряжений, балансировка напряжений становится проблемой. Поскольку отдельные устройства могут иметь колебания емкости в пределах ± 20%, общее изменение может достигать 40% от одного конденсатора к другому, а устройства с более высокой емкостью будут испытывать большее напряжение, что приведет к сокращению срока службы или даже к их повреждению. Для балансировки ячеек используются как пассивный, так и активный подходы.
, в которых используются резисторы деления напряжения, подключенные параллельно каждому суперконденсатору для балансировки напряжения, используются в пассивной балансировке напряжения. Это самое простое и дешевое решение, которое приведет к потере мощности в вашей цепи. Обычно он рекомендуется только для приложений, где суперконденсаторы нечасто заряжаются и разряжаются из-за своей неэффективности. Например, RBAL = 1 кОм , потребляемая мощность через сопротивления составляет 3.5 мВт при 2,65 В, подаваемых на суперконденсатор.
Активные схемы балансировки напряжения управляют напряжениями в узлах последовательно соединенных устройств, заставляя их равняться фиксированному опорному напряжению. MT2600 также интегрировал активную балансировку напряжения с выводом VMID, подключенным к центральной точке двух конденсаторов и схемы защиты.
Таблица 2: Сравнение пассивной и активной балансировки напряжения.
В режиме зарядки напряжение между двумя стековыми конденсаторами (вывод VMID) сравнивается с половиной общего напряжения конденсатора.Ток отводится, чтобы эти два напряжения были близки друг к другу. Эта схема контролирует напряжение для каждого конденсатора. В режиме зарядки, если напряжение любого конденсатора достигает 2,65 В, зарядка будет остановлена и восстановительная зарядка, как только конденсатор ниже 2,65 В с балансом ячеек будет включен путем уменьшения примерно макс. Зарядный ток 3 мА для крышки для балансировки двух подключенных суперконденсаторов. Таким же образом, в режиме разряда, если напряжение любого из конденсаторов упадет ниже уровня земли, разряд будет остановлен для защиты конденсаторов.Хотя активное напряжение более сложное, оно обычно более эффективное и точное.
Таблица 3: Данные тестирования операции балансировки активного напряжения в режиме зарядки для MT2600.
Ограничение входного тока и защита от короткого замыкания
Для адаптеров с ограничением по току или источников питания пользователи могут запрограммировать уровень ограничения входного тока, чтобы предотвратить перегрузку источника тока нагрузки для режима зарядки. Предел входного тока MT2600 устанавливается с помощью внешнего резистора RILIMT, подключенного между ILIMT и GND.Если происходит перегрузка, внутренняя схема ограничивает входной ток на основе значения R ILIM и подтягивает вывод PFLTB к низкому уровню, чтобы сообщить о состоянии неисправности. Резистор ограничения тока R ILIMT выбирается по формуле: R ILIM = K ILIM / I ILIM = 30A ∗ kΩ / I ILIM .
Уставка общего порога ограничения тока показана в таблице:
Таблица 4: Настройка ограничения входного тока с помощью внешнего резистора R ILIM .
В MT2600 также встроен компаратор с быстрым срабатыванием для быстрого отключения переключателя питания, когда выходное напряжение замыкается на массу. Устройство работает в режиме икоты при защите от короткого замыкания в режиме зарядки. Как только короткое замыкание обнаруживается, переключатель питания выключается и PFLTB переключается с высокого на низкий, как показано на рисунке 7. По окончании заданного времени выполняется попытка перезапуска путем мягкого запуска переключателя питания. Если состояние перегрузки было устранено, выключатель питания включится и будет работать нормально; в противном случае устройство увидит другое событие перегрузки по току и снова отключит питание, повторяя предыдущий цикл.
Рисунок 14: Схема защиты VSYS от короткого замыкания в режиме зарядки для MT2600.
Избыточное тепло из-за перегрузки длится только короткое время в цикле сбоя, поэтому температура перехода силовых устройств намного ниже. Например: 5Vin, ток в режиме икоты 2,5 А, время включения режима икоты 160 мкс, время выключения 8 мс, только средняя потеря мощности: 5 В * 2,2 А * (160 мкс / 8 мс) = 0,22 Вт.
Рис. 15 и 16: Форма сигнала защиты от короткого замыкания VSYS в режиме зарядки.
Заключение
Суперконденсатор демонстрирует большой потенциал для приложений с суровыми условиями эксплуатации, высокой потребляемой энергией, высокой мгновенной мощностью, длительным временем ожидания и поддерживает свободное развертывание. Хотя инженеры могут реализовать схемы зарядки суперконденсаторов с помощью обычных переключаемых преобразователей, для максимального увеличения эффективности и срока службы суперконденсатора необходима надежная и гибкая ИС управления питанием с функциями мониторинга и защиты.
Полностью интегрированное решение для управления питанием для систем с двумя ячеечными суперконденсаторами приложений резервного питания предоставляется M3TEK’s MT2600. Он обеспечивает программируемую защиту от перегрузки по току, сбой входного питания, конфигурацию напряжения заряда суперконденсатора. MT2600 также интегрировал входной источник питания с защитой от перенапряжения для защиты системы от входного перенапряжения. Благодаря схеме обратной блокировки источника входного питания он защищает суперконденсатор от разряда через входной терминал. В резервном режиме, когда система потребляет питание от суперконденсатора, MT2600 потребляет только ток 2 мкА от суперконденсатора.Это обеспечивает длительное время ожидания в системах, которые должны работать в течение нескольких дней или даже недель с использованием схем с низким энергопотреблением, таких как часы реального времени или функции мониторинга. Это удивительно впечатляющая тенденция к использованию доступных ИС для заряда суперконденсаторов с добавлением суперконденсаторов в конструкции для сбора энергии для инженеров.
Номер ссылки
- «Диспетчер мощности суперконденсатора MT2600 для системы резервного питания» M3TEK Datasheet.
Об авторе
Амин Ху — старший инженер по приложениям отдела AE в M3Tek.
Бо Ян, Ph.D. , является директором отдела AE в M3Tek.
Нуо Лу — менеджер по исследованиям и разработкам в M3Tek.
Win складной рюкзак! Изучите удаленное управление твердотельными накопителями в эпоху постпандемии!
Как быстро зарядить суперконденсатор
Введение
Суперконденсаторы (или ультраконденсаторы) находят все более широкое применение в различных приложениях благодаря своим уникальным преимуществам перед батареями. Суперконденсаторы работают на электростатических принципах без химических реакций, что позволяет избежать проблем со сроком службы, связанных с химическим хранением батарей. Их высокая долговечность позволяет выполнять миллионы циклов зарядки / разрядки со сроком службы до 20 лет, что на порядок больше, чем у аккумуляторов. Их низкий импеданс обеспечивает быструю зарядку и разрядку в считанные секунды. Это, в сочетании с их умеренной способностью удерживать заряд в течение длительных периодов времени, делает суперконденсаторы идеальными для приложений, требующих коротких циклов зарядки и разрядки.Они также используются параллельно с батареями в приложениях, где необходимы мгновенные пики мощности во время переключения нагрузки.
Короткие циклы зарядки и разрядки суперконденсаторов требуют зарядных устройств, способных выдерживать большой ток. Зарядные устройства должны работать плавно в режиме постоянного тока (CC) во время заряда, который часто начинается с 0 В, и в режиме постоянного напряжения (CV) после достижения конечного выходного значения. В высоковольтных приложениях многие суперконденсаторы подключаются последовательно, что требует наличия зарядных устройств для управления высоким входным и выходным напряжением.
В этом проектном решении мы обсудим два варианта использования: автоматические челноки поддонов в складских помещениях и кратковременные резервные системы в отказоустойчивых приводах клапанов (, рис. 1, ). Впоследствии мы представим синхронное понижающее зарядное устройство для суперконденсаторов, которое благодаря высокому выходному току и широкому диапазону входного и выходного напряжения может использоваться в большом количестве промышленных и бытовых приложений.
Рис. 1. Складской автоматический челнок для поддонов.
Пример: автоматический механизм перемещения поддонов
Современное хранилище состоит из одного или нескольких стеллажей с большим количеством каналов на разных уровнях для хранения тысяч поддонов. Передаточная тележка обслуживает каждый из складских каналов, в то время как моторизованный челнок перемещает поддоны назад и вперед внутри канала.
Автоматический челнок поддонов — идеальное приложение для использования ультраконденсаторов в качестве основного источника электроэнергии. Суперконденсаторы быстро перезаряжаются за секунды, находясь в транспортной тележке.Автономный полет шаттла в канале длится всего несколько секунд, требуя ограниченного количества энергии на полет, с питанием от суперконденсаторов. Шаттлы всегда доступны и могут работать непрерывно, 24 часа в сутки, обеспечивая высокую надежность без какого-либо обслуживания.
На рис. 2 показана система питания, основанная на двух последовательно соединенных суперконденсаторах, рассчитанных на 400F и 2,7В каждый. Комплект суперконденсаторов находится на борту челнока для поддонов, а зарядное устройство уже на борту тележки-перегрузчика.Зарядное устройство получает питание от В ШИНА = 24 В. Во время стыковки между полетами шаттла он заряжает ансамбль суперконденсаторов 200F (C) напряжением V = 5 В, сохраняя заряд:
Q = C × V = 200 × 5 = 1000 Кулон
При токе зарядки 20 А суперконденсатор будет заряжаться за время τ = 50 с (Q / I). Повышающий преобразователь на челноке поддонов повышает входное напряжение 5 В до VM = 12 В, чтобы помочь двигателю управлять током 5 А. Без учета потерь входной ток повышающего преобразователя будет:
Этот ток разряжает суперконденсатор со следующей скоростью:
Предполагая, что вход UVLO повышающего преобразователя составляет 3 В, диапазон разряда конденсатора составляет ΔV = 2 В.Соответственно, повышающий преобразователь какое-то время будет приводить в движение двигатель:
Рис. 2. Суперконденсаторы приводят в действие автоматический челнок поддонов.
При полном цикле загрузки / разгрузки (τ + t) продолжительностью 83 секунды, один челнок для поддонов теоретически может поддерживать движение 43 поддонов в час.
Пример: резервный привод привода клапана повышенной безопасности
В промышленных приложениях для регулирования расхода нефти и газа сбой питания может привести к застреванию приводов в рабочем положении, что приведет к небезопасным условиям, авариям или повреждению оборудования. Отказоустойчивые резервные системы привода клапана автоматически возвращают клапан в безопасное аварийное положение при прерывании подачи электроэнергии. В традиционных решениях возврат в безопасное положение осуществляется механической пружиной. С суперконденсаторами, в случае сбоя питания, исполнительный механизм может быть перемещен в специально выбранное аварийное положение с использованием энергии, хранящейся в суперконденсаторе. Суперконденсаторы занимают меньше места и, не имея движущихся частей, обеспечивают длительный срок службы накопителя энергии и низкие затраты на обслуживание.
На рисунке 3 показана система питания, основанная на десяти последовательно соединенных суперконденсаторах, каждый на 3400F и 2,7В. Во время нормальной работы напряжение на шине 48 В понижается до 24 В для питания привода исполнительного механизма, а также для зарядки блока суперконденсаторов 340F (C).
В случае сбоя питания суперконденсатор 340F питает нагрузку 10А (I). При скорости разряда 0,03 В / с (I / C) и диапазоне разряда ΔV = 10 В привод может работать в течение 330 с — времени, достаточного для перемещения его в заданное аварийное положение.
Рис. 3. Привод предохранительного клапана с питанием от суперконденсатора.
Зарядное устройство для суперконденсаторов
В качестве примера, MAX17701 — это высокоэффективный, синхронный, понижающий, высоковольтный контроллер зарядного устройства суперконденсатора, предназначенный для работы в диапазоне входного напряжения (VDCIN) от 4,5 В до 60 В. Выходное напряжение программируется от 1,25 В до (VDCIN — 4 В). В устройстве используется внешний N-MOSFET для обеспечения функции ИЛИ на стороне питания входа, предотвращая обратный разряд суперконденсатора на вход. На рисунке 4 показана прикладная схема 24V IN / 5V OUT / 20A для приложения челнока поддонов, описанного ранее на рисунке 2.
Рис. 4. Зарядное устройство для суперконденсаторов 5 В / 20 А с защитой от короткого замыкания на входе.
Рисунок 5 показывает эффективность этой прикладной схемы с входом 24 В и выходом 5 В. Также показаны входные напряжения 8 В и 12 В.
Рис. 5. Эффективность зарядного устройства суперконденсатора 5 В / 20 А.
Эффективность зарядного устройства отличная (> 90%) с входом 24 В и выходом 5 В в случае использования челнока поддонов. КПД также очень хорош при 48 В (> 85%), входном напряжении, используемом во втором обсуждаемом приложении.
ИС заряжает суперконденсатор постоянным током с точностью ± 5% (режим CC в , рис. 6, ). После зарядки суперконденсатора устройство регулирует выходное напряжение холостого хода с точностью ± 1% (режим CV).
Рисунок 6.Профиль тока и напряжения зарядного устройства.
IC обеспечивает функцию таймера безопасности (TMR) для установки максимально допустимого времени зарядки в режиме постоянного тока (CC). Он работает в промышленном температурном диапазоне от -40 ° C до + 125 ° C и доступен в 24-контактном корпусе TQFN размером 4 мм x 4 мм с открытой контактной площадкой.
Заключение
Уникальные особенности суперконденсаторов делают их идеальными для коротких циклов зарядки и разрядки, как показано в двух рассмотренных нами тематических исследованиях: автоматический челнок поддонов в современном складском помещении и отказоустойчивая резервная система привода клапана. Короткие циклы требуют больших зарядных и разрядных токов, в то время как использование суперконденсаторов последовательно приводит к широкому диапазону возможных входных и выходных напряжений зарядного устройства, в зависимости от количества конденсаторов. Соответственно, мы предложили гибкую архитектуру зарядного устройства с высоким током и высоким входным / выходным напряжением, которая может использоваться в большом количестве приложений.
Аналогичная версия этого дизайнерского решения впервые появилась в How2Power в сентябре 2020 года.
©, Maxim Integrated Products, Inc. |
ПРИЛОЖЕНИЕ 7323: ДИЗАЙН-РЕШЕНИЕ 7323, г. ![]() |
maxim_web: en / products / power / dc-dc-регуляторы, maxim_web: en / design / partners-technology / circuitits-lib / collections / Switch-Regators-industrial, maxim_web: en / design / partners-technology / circuit-lib / коллекции / переключения-регуляторы-батареи-приложения, maxim_web: en / design / partners-technology / design-technology / modern-Switch-Regator-Technology, maxim_web: en / products / power / импульсные-регуляторы / синхронные-импульсные-регуляторы , maxim_web: en / products / power / импульсные регуляторы, maxim_web: en / products / power / импульсные регуляторы
maxim_web: en / products / power / dc-dc-регуляторы, maxim_web: en / design / partners-technology / circuitits-lib / collections / Switch-Regators-industrial, maxim_web: en / design / partners-technology / circuit-lib / коллекции / переключения-регуляторы-батареи-приложения, maxim_web: en / design / partners-technology / design-technology / modern-Switch-Regator-Technology, maxim_web: en / products / power / импульсные-регуляторы / синхронные-импульсные-регуляторы , maxim_web: en / products / power / импульсные регуляторы, maxim_web: en / products / power / импульсные регуляторы
Raspberry SuperCapacitor ИБП и источник питания
LTC4041 выполняет все функции ИБП, включая зарядное устройство суперконденсатора и повышающий преобразователь, а также все вспомогательные цепи, чтобы сделать его законченным решением. Схема очень похожа на указание по применению, поэтому я не буду тратить время на описание внутренней работы микросхемы, а только на дополнения к стандартной схеме.
Когда я разрабатывал прототип, все работало нормально, за исключением фазы, когда конденсаторы были почти разряжены (ниже захвата выходного сигнала блока питания).
Этот эффект был вызван внутренним источником питания Raspberry, который он отключает после того, как входное напряжение достигает примерно 4 В, но после отключения нагрузка, видимая от понижающего преобразователя, значительно уменьшается, и впоследствии его выходное напряжение возрастает, что снова включает источник питания Rasperry, который он поднимет груз и снова споткнется.
Чтобы избежать этого паршивого поведения, Q5 используется для отключения повышающего преобразователя LTC4041, как только напряжение питания становится на 7,5% ниже значения, установленного резисторами R22 и R23, которые выполняют двойную функцию: как обратная связь для повышающего преобразователя и как вход для компаратора, который управляет SYSGD.
Используя сигнал SYSGD, вы можете управлять BSTEN, который при низком уровне отключает повышающий преобразователь, и, если напряжение суперконденсатора ниже 2,5 В, LTC4041 переходит в режим наблюдения и предотвращает повторный запуск повышающего преобразователя.(ниже поведение блока питания при работающем Q5)
Я тщательно протестировал схему, чтобы убедиться, что SYSGD срабатывает только тогда, когда суперконденсаторы почти разряжены, здесь ниже отклик импульсной нагрузки 2 А с рабочим циклом 200 мс в выключенном состоянии и 5 мс во включенном состоянии. Это приводит к тому, что повышающий преобразователь испытывает трудности с поддержанием стабильного напряжения, когда суперконденсатор близок к полному разряду.
Чтобы уменьшить количество уникальных компонентов, делитель напряжения обратной связи зарядного устройства суперконденсатора такой же, как R22 и R23.Максимальное напряжение заряда затем устанавливается на 5 В, чтобы продлить срок службы суперконденсатора, я рекомендую версию с рабочим напряжением 3 В, но вы можете использовать любой из трех членов семейства SCCT20, в своих прототипах я использовал самый дешевый без каких-либо проблем. .
Пульсации повышающего преобразователя довольно высоки, около 100 мВ, со странной формой волны, которая исчезает, когда суперконденсаторы находятся на 3/4 заряда; это поведение также присутствует на плате разработки от Analog Devices, использованной для разработки прототипа. .
После того, как суперконденсаторы частично разряжаются, пульсации стабилизируются на этой форме волны.
Чтобы обеспечить чистое и стабильное питание Raspberry, я использовал Simple Switcher от Texas Instrument. Поскольку цель состоит в том, чтобы иметь низкий уровень пульсаций и чистый источник питания, я решил использовать чип с опцией FPWM.
Выходные и входные конденсаторы изготовлены из керамики для улучшения переходной характеристики, а размещение компонентов соответствует рекомендациям, приведенным в таблице данных.Я добавил конденсатор 51 пФ, чтобы повысить стабильность цепи обратной связи. Точка обратной связи была взята после резистора измерения тока ИБП, чтобы улучшить стабильность напряжения при высокой нагрузке.
Общая пульсация на токе 2 А составляет около 20 мВ пик.
Теоретически блок питания может выдавать до 3 А, но из-за ограниченного количества доступной меди максимальная нагрузка составляет около 2,5 А, а температура корпуса микросхемы устанавливается около 110 ° C.
Чтобы блок питания не работал при слишком низком входном напряжении, используется делитель напряжения на основе R6 и R7, чтобы установить минимальное начальное рабочее напряжение 9.5В и отключение 7В.
На разработку переключателя питания с мягкой фиксацией потребовалось довольно много времени, я много искал в Интернете, чтобы найти хорошее вдохновение, но почти все схемы были разработаны для источника питания 5 В или 12 В и адаптированы для требуемого диапазона рабочего напряжения (от 9 до 24 В) часто было невозможно или невозможно. Я попробовал вездесущее решение EEVBlog, но его производительность мне не понравилась. Другие схемы не могли работать с большим …
Подробнее »Microsoft Word — новый элемент управления для увеличения срока службы суперконденсаторной системы хранения-27-05-2016
% PDF-1. 4
%
1 0 объект
>
эндобдж
7 0 объект /Заголовок
/Тема
/ Автор
/Режиссер
/ Ключевые слова
/ CreationDate (D: 20211104071700-00’00 ‘)
/ ModDate (D: 201232208 + 01’00 ‘)
>>
эндобдж
2 0 obj
>
эндобдж
3 0 obj
>
эндобдж
4 0 объект
>
эндобдж
5 0 объект
>
эндобдж
6 0 объект
>
транслировать
заявка / pdf

Теория и работа суперконденсатора
В сообщении объясняется схема суперконденсатора для зарядки суперконденсаторов, который преобразует напряжение автомобильного аккумулятора 12 В в повышенное напряжение 16 В. для зарядки батареи суперконденсаторов.Идея была запрошена Miariver.
Суперконденсатор для компенсации пиковой мощностиВо-первых, спасибо за продолжение публикации этого блога очень полезно, у меня есть вопрос, и я не знаю, правильный ли это раздел !!! извините за неудобства.
Я работаю в машине, работаю: лазерный копировальный аппарат / принтер, сублимационный фотопринтер, записная книжка, 2 мобильных телефона и плюс плюс.
Мой инвертор (1500 Вт, 12 постоянного тока — батарея на входе на 120 переменного тока на выходе) очень хороший.
через 4 часа работы батарея разряжается, поэтому инвертор начинает работать в режиме защиты и пищит как сумасшедший. Поэтому я решил запустить блок из 6 суперконденсаторов параллельно с батареей, чтобы поддерживать (пиковые моменты) проблема в том, что батарею суперконденсаторов нужно заряжать до 16.2 вольта постоянного тока (6 умноженных на 2,7 вольт на каждый конденсатор)
Итак, у вас есть идеи, как получить 16,2 вольт от 12-вольтовой батареи, чтобы конденсаторы оставались заряженными, чтобы поддерживать пиковую нагрузку, когда это необходимо.
любая идея, совет или схема были бы очень признательны.
Конструкция
Предлагаемая схема зарядного устройства суперконденсатора для зарядки батарей суперконденсаторов может быть проиллюстрирована на приведенном выше рисунке.
Можно увидеть всю схему, подключенную к вездесущей IC 555, настроенной как высокочастотный нестабильный.
Высокая частота требуется для управления компактной ферритовой катушкой, которая отвечает за производство необходимого повышенного напряжения.
Относительно низкий выходной ток ИС усиливается с помощью T1, который переключает подключенную ферритовую катушку индуктивности со скоростью поступающей нестабильной частоты.
Вышеупомянутое действие индуцирует рассчитанное повышенное напряжение на катушке, которое соответствующим образом выпрямляется с помощью присоединенного диода быстрого восстановления BA159.
Результирующее напряжение на катоде диода подается на соответствующие суперконденсаторы для предполагаемой зарядки устройств.
Контур обратной связи можно увидеть от выхода к базе T2, который обеспечивает идеально стабилизированное напряжение для суперконденсаторов …. в случае, если напряжение имеет тенденцию подниматься выше заранее определенного фиксированного значения, Z1 смещается в прямом направлении и включается. T2, который, в свою очередь, заземляет вывод 5 ИС, ограничивая ширину импульса частоты вывода 3.
Эта процедура быстро снижает выходную мощность до безопасных пределов, и цикл продолжает переключаться, гарантируя, что напряжение всегда остается в пределах установленных пороговых значений.
PWM Control
В приведенной выше схеме R2 может быть заменен потенциометром 100k для достижения выходного сигнала PWM через нагрузку, хотя он может быть неприменим для зарядки суперконденсаторов, а скорее для другого соответствующего приложения.
Вышеупомянутая схема зарядного устройства суперконденсатора была протестирована и реализована мисс Клаудией, которая является страстным последователем этого блога и страстным любителем электроники, подтвержденные результаты для того же могут быть засвидетельствованы на следующих изображениях, протестированных мисс Клаудией:
Экспериментальное исследование пакета суперконденсаторов, используемых в электромобилях
Abstract
Электромобили в последнее время вызывают интерес исследователей.Электромобиль состоит из двух источников энергии, таких как топливные элементы и ультраконденсаторы, которые используются для обеспечения, соответственно, установившейся и переходной мощности, требуемой транспортным средством. Двунаправленный преобразователь постоянного тока в постоянный необходим для сопряжения ультраконденсатора с шиной постоянного тока. Пакет ультраконденсаторов состоит из множества ячеек, соединенных последовательно, а возможно, и параллельно. В связи с этим в данной статье проводится сравнительное исследование двух пакетов суперконденсаторов. Первый блок суперконденсаторов состоит из десяти последовательно соединенных ячеек, а второй блок суперконденсаторов состоит из пяти последовательно соединенных ячеек и двух параллельных цепей.Каждая ячейка характеризуется напряжением 2,5 В и 100 F. Представлен ряд практических тестов.
1. Введение
Быстро растущее население, потребление энергии и необходимость сокращения выбросов с помощью обычных транспортных средств побудили исследователей изучить электромобили с гибридным двигателем (EHV) [1]. Обычно архитектура электрических гибридных транспортных средств включает два или более источника энергии с соответствующими преобразователями энергии, как показано на.
Основным источником является топливный элемент с высокой способностью накапливать энергию; это электрохимические устройства, которые преобразуют химическую энергию реакции непосредственно в электрическую [2].Это имеет медленную динамику для реакции при изменении нагрузки и не позволяет рекуперации энергии от нагрузки [3]. Второй источник — это система хранения; он производит недостаточную мощность при ускорении и поглощает избыточную мощность при торможении. Батареи и ультраконденсаторы используются в качестве систем хранения энергии во многих гибридных приложениях. В последнее время ультраконденсаторы исследовались лучше, чем батареи в электромобилях, потому что они имеют значительно более высокую удельную мощность, чем батареи, и чрезвычайно высокую плотность энергии, чем у обычных электролитических конденсаторов [4, 5].График в иллюстрирует области применимости различных систем хранения энергии [6].
Схема Рагона источников накопления энергии.
Помимо электромобилей, суперконденсатор также может использоваться в качестве дополнительного накопителя энергии для гибридных ветро- и фотоэлектрических систем. Он заряжает энергию, когда бывает ветрено или солнечно, и разряжается, когда нет энергии, генерируемой фотоэлектрическими батареями или ветром из-за внезапного возмущения облаков или очень низкой скорости ветра [7]. Следовательно, необходимо понимать характеристики суперконденсатора и определять эти различные электрические модели.В литературе разработано много моделей, таких как электрохимические модели и модели эквивалентных схем. В данной статье представлено практическое сравнительное исследование моделей эквивалентных схем ультраконденсаторов, используемых в электромобилях. Эта статья кратко излагается следующим образом. Раздел 2 описывает модель ультраконденсатора. В разделе 3 подробно описана топология повышения, режим работы и средняя модель. Раздел 4 оценивает моделирование и экспериментальные результаты. И, наконец, вывод представлен в разделе 5.
2. Моделирование ультраконденсаторов
Ультраконденсаторы состоят из двух электродов и ионопроницаемого сепаратора, который предотвращает физический контакт между двумя электродами [8]. Они характеризуются высокой удельной мощностью, высокой энергоэффективностью, низким внутренним сопротивлением, длительным сроком службы и быстрым временем зарядки / разрядки. В последние годы, когда ультраконденсаторы стали более широко использоваться, в литературе было предложено несколько различных схемных моделей [9].
2.1. RC-цепочка Модель
Принципиальная схема представляет собой простую RC-модель ультраконденсатора.Он состоит из трех идеальных схемных элементов: последовательного резистора R s : он называется эквивалентным последовательным резистором (ESR) и вносит вклад в компонент потерь энергии ультраконденсатора во время зарядки или разрядки; параллельный резистор R p : он называется сопротивлением утечки, а емкость C sc . Эта модель разработана и подтверждена экспериментально во многих работах [5, 10–12].
Динамику можно описать как
du1tdt = −u1tRpCsc + IscCscVsct = RsIsc + u1t.
(1)
Ультраконденсатор разряжается постоянным током, результат представлен в.
Эволюция напряжения, разряженного постоянным током.
Эквивалентный последовательный резистор получается с помощью следующего уравнения:
где Δ U и I dech обозначают, соответственно, падение напряжения, которое наблюдается в начале разряда, и ток разряда.
Конденсатор можно выразить как
Csc = Idecht2-t1U1-U2.
(3)
Параллельный резистор рассчитывается с использованием
, где U 1 и I L обозначают, соответственно, напряжение холостого хода и ток утечки.
2.2. Модель трехступенчатой лестницы
Модель трехступенчатой лестницы показана на. Он состоит из трех резисторов и трех конденсаторов. Эта модель развита во многих источниках [13–15].
Трехступенчатая лестничная модель.
Для моделирования трехступенчатой лестничной модели мы выбираем три переменные состояния, включая напряжения конденсаторов u 1 , u 2 и u 3 .Представление в пространстве состояний описывается следующим уравнением:
, где x = u1u2u3T, u = I sc и y = V sc .
Согласно принципам основных электрических схем, матричные выражения имеют следующий вид:
A = −1R2C11R2C10−1R2C2 − R2 + R3R2R3C21R3C201R3C3−1R3C3; B = 1C100T, C = 100, D = Rsc.
(6)
2.3. Модель Dynamic
В данном случае эквивалентная схема состоит из двух параллельных RC цепей.Он имеет структуру, показанную на рисунке, где u 0 обозначает напряжение на конденсаторе большой емкости C sc , u 1 и u 2 обозначают напряжения двух RC-цепей, соответственно. , В sc обозначает выходное напряжение, а R sc обозначает последовательное сопротивление [16].
Представление пространства состояний может быть получено как
du0 dtdu1dtdu2dt = 0000 − R1C1000 − R2C2u0u1u2 + 1Csc1C11C2IscVsc = u0 + u1 + u2 + RscIsc.
(7)
3. Топология преобразователя
Существует множество возможных топологий преобразователей постоянного тока в постоянный, которые взаимодействуют между ультраконденсатором и звеном постоянного тока. Преобразователи постоянного тока в постоянный можно разделить на две категории в зависимости от того, используется ли гальваническая изоляция или нет: неизолированный преобразователь или изолированный преобразователь. Предлагаемый преобразователь имеет два основных режима работы: понижающий и повышающий. В этом контексте разработано множество работ [17–19]. показывает топологию преобразователя. Выбранный преобразователь постоянного тока состоит из двух IGBT, двух диодов, катушки индуктивности и конденсатора.
Топология преобразователя постоянного тока в постоянный.
Есть два режима. (a) Режим зарядки: в этом случае нагрузка передает энергию конденсатору через IGBT ( T 2 ), диод ( D 2 ) и катушку индуктивности L . (b) Режим разряда: в этом случае ультраконденсатор подает энергию на нагрузку через IGBT ( T 1 ), диод D 1 и индуктор L . показывает состояние любого переключателя для двух режимов, где T s , d 1 и d 2 обозначают, соответственно, период переключения, рабочий цикл в режиме зарядки и рабочий цикл в режиме разряда.
Таблица 1
Переключатель | Режим зарядки | Режим разряда |
---|---|---|
т 1 | 0 | 0д1Ц |
т 2 | 0д2Ц | 0 |
D 1 | 0 | 0д1Ц |
D 2 | d2ЦЦ | 0 |
К ключевым факторам, определяющим параметры схемы, относятся предельная пульсация тока ультраконденсатора ( δ ( I sc )) и пульсация выходного напряжения ( δ ( В, DC )), период переключения ( T с ) и выходная мощность ( P, из ).В режиме разряда катушка индуктивности и выходной конденсатор описываются следующим уравнением:
L≥Vscd2TsIscδIscC≥d21-d22TsIscVscδVDC.
(8)
В этом приложении напряжение ультраконденсатора составляет 25 В, если мы выберем I sc = 4 A, В DC = 125 В, T s = 5 e −4 с, и δ ( I sc ) = δ ( V DC ) = 5%.Параметры повышения: d 1 = 0,8, L = 50 мГн и C = 256 μ F.
Для моделирования повышающего преобразователя мы использовали метод среднего. В этом случае предполагается, что все компоненты идеальны; то есть в цепи нет внутреннего сопротивления, и компоненты схемы не потребляют энергию. Мы выбираем две переменные состояния, включая выходное напряжение и ток индуктора. Системное пространство состояний представляет собой
, где u — вектор входов, y — выходы и x — вектор переменных состояния.
x = isct, vDCtT, yt = vDCt, ut = vsct.
(10)
В период переключения преобразователь топологии можно разделить на две эквивалентные схемы.
Случай 1 (t∈0d1Ts). —
Переключатель T 1 включен; эквивалентную схему можно упростить, как показано на рисунке.
Эквивалентная схема для случая 1.
Мы можем записать пространство состояний с помощью следующего уравнения:
Матрицы A 1 , B 1 и C 1 могут быть выражены как следует:
A1 = 000−1RLoadCDC, B1 = 1L0, C1 = 01.
(12)
Случай 2 (t∈d1TsTs). —
В этом случае переключатель T 1 выключен; ультраконденсатор подает энергию на нагрузку через индуктор и диод D 1 . Эквивалентную схему можно упростить, как показано на.
Эквивалентная схема для случая 2.
Используя закон Кирхгофа, модель пространства состояний выглядит следующим образом:
Матрицы A 2 , B 2 и C 2 могут быть выражены следующим образом:
A2 = 001CDC − 1RLoadCDC, B2 = 1L0, C2 = 01.
(14)
Модель среднего состояния:
, где
A = d1 · A1 + 1 − d1A2B = d1B1 + 1 − d1B2C = d1C1 + 1 − d1C2.
(16)
Если мы вставим (12) и (14) в (16), матрицы A , B и C будут
A = 0d1−1L1 − d1CDC − 1RLoadCDC, B = 1L0, C = 01.
(17)
В MATLAB мы моделируем отклик разомкнутого контура для проверки средней модели с использованием параметра схемы, определенного в (8). Мы инициализируем систему, выбирая рабочий цикл равным 0.8 и нагрузочный резистор 25 Ом . иллюстрирует звено постоянного тока и напряжение ультраконденсатора.
Выход и напряжение ультраконденсатора.
4. Экспериментальная проверка
Была разработана испытательная система, позволяющая заряжать и разряжать суперконденсатор и рассчитывать параметры эквивалентной схемы. Испытательная схема, показанная на рисунке, позволяет выдавать диапазон напряжений и токов (режим зарядки и разрядки) и, следовательно, может охарактеризовать диапазон суперконденсаторов, используемых в этом приложении.Прототип состоит из десяти ячеек (максимальное напряжение пакета 25 В), повышающего преобразователя (модуль IGBT, диод и индуктор) и нагрузки.
Используемый ультраконденсатор — Wima (производство Германия). Эти характеристики приведены в.
Таблица 2
Технические характеристики ультраконденсатора.
Параметр | Значение |
---|---|
Ячейка напряжения | В sc = 2,5 В |
Конденсаторная ячейка | С sc = 100 F |
Резистор | Resr = 36 мОм |
Номер ячейки | 10 |
С использованием этой установки проводятся два эксперимента.В первом эксперименте десять ячеек соединены последовательно, а второй демонстрирует функциональность системы, когда суперконденсаторы включены в две параллельные цепи.
4.1. Режим зарядки
4.1.1. Случай 1
В этом случае ультраконденсаторы соединены последовательно и заряжаются постоянным током (4,25 А). показывает формы сигналов тока, напряжения и мощности ультраконденсатора.
Осциллограммы напряжения, тока и мощности ультраконденсаторов (серия режимов зарядки).
показывает, что время зарядки суперконденсатора равно 66 секундам. В этом случае эквивалентный конденсатор модуля ультраконденсатора составляет 10,8 F. Конденсатор ячейки и эквивалентный последовательный резистор равны, соответственно, 108 Ф и 36 м Ом .
Ячейки напряжения, полученные из этого условия, суммированы в.
Таблица 3
Количество ячеек | Напряжение ячеек (В) |
---|---|
1 | 2.603 |
2 | 2,609 |
3 | 2,3 |
4 | 2,571 |
5 | 2,589 |
8 | 2.484 |
9 | 2.512 |
10 | 2.451 |
Согласно этой таблице, напряжения разных ячеек не идентичны; вот почему важно использовать схему выравнивания напряжения.
4.1.2. Случай 2
В этом случае десять ячеек этого модуля разделены на две параллельные цепи и заряжаются постоянным током, как показано на. Время зарядки 140 с.
Осциллограммы напряжения, тока и мощности ультраконденсаторов (режим зарядки — параллельный).
4.2. Режим разряда
Первоначально блок суперконденсаторов полностью заряжен. Он обеспечивает питание нагрузки через IGBT, сглаживающую индуктивность и диод. Схема управления позволяет изменять рабочий цикл и частоту коммутации.
4.2.1. Случай 1. Ячейки ультраконденсатора соединены в серию
Экспериментальные результаты в режиме разряда получены с (0,8 и 0,6) в качестве рабочего цикла и нагрузок (25 Ом, ). представляет напряжение, ток и мощность ультраконденсаторов для двух рабочих циклов.
Осциллограммы напряжения, тока и мощности ультраконденсаторов (режим разряда: последовательный).
4.2.2. Случай 2: Ячейки ультраконденсатора соединены в две параллельные цепи
В этом случае десять ячеек этого модуля разделены на две параллельные цепи и доставляют энергию к нагрузке через усилитель и индуктор.показывает напряжение, ток и мощность для двух значений рабочего цикла (0,8 и 0,6).
Осциллограммы напряжения, тока и мощности ультраконденсаторов (режим разряда: параллельный).
В этом случае текущая система и усредненная модель моделируются с d 1 = 0,72, а затем через 20 секунд рабочий цикл изменяется с 0,72 на 0,82. показывает моделирование и экспериментальные результаты.
Результаты моделирования и экспериментов для ступенчатого изменения рабочего цикла.
Постановка проблемыПри зарядке аккумуляторов возникает преимущество, которого нет у конденсаторов. Обычно батареи не заводятся с нуля напряжение, и даже если они делают только крошечный заряд, требуется, чтобы получить их к большой части напряжения холостого хода. Конденсаторы часто начинаются с ноль вольт, а напряжение пропорционально кулонам заряда.Этот означает, что зарядное устройство для конденсаторов сильно отличается от зарядного устройства для аккумуляторов. А конденсаторное зарядное устройство должно подавать большой ток в более широком диапазоне напряжения.Несколько решений проблемыЕсть две проблемы которые необходимо учитывать при выборе источника питания для зарядки больших батареи суперконденсаторов.1) Все блоки питания нуждаются в напряжении и токе. регулирование. В большинстве случаев напряжение жестко регулируется, а ток может изменяться, пока не достигнет максимума.Мониторы источника питания с регулируемым током ток и пытается поддерживать его постоянным, при необходимости изменяя напряжение. Это означает, что выходной ток контролируется, а выходной ток контролируется. Хотя большинство импульсных источников питания ограничены по току, способ они действуют в условиях перегрузки по току. Кроме того, предельная точка обычно за пределами рекомендованного рабочего диапазона источника питания (обычно 120% от номинального мощность, чтобы учесть скачки напряжения).Общие варианты поведения при сверхтоке включают: a)
Неисправность. Блок питания перестает подавать питание, и его необходимо выключить и выключить, чтобы
рестарт. 2) Вторая проблема, хотя бы по зарядке суперконденсаторы, в каком диапазоне выходного напряжения будет поставлять блок питания непрерывное питание без выключения и без икоты. С большинством батарей диапазон напряжения между разряженным и полностью заряженным не очень широк, поэтому не представляет особой проблемы. С конденсаторами полностью разряженное напряжение равно нулю. Это большая проблема, поскольку большинство блоков питания обычно не работают. в мертвое короткое замыкание, так выглядит полностью разряженная кепка. Причина этого в том, что рабочая мощность для управления Схема обычно выводится из дополнительной обмотки трансформатора. Пока это обмотка изолирована от выхода, напряжение, которое она выдает, имеет фиксированное соотношение выходного напряжения. Это соотношение выбирается дизайнером, чтобы обеспечить рабочее напряжение 10-12 вольт при подаче блока питания номинальное выходное напряжение. В зависимости от конструкции поставка обычно работает. правильно, даже если это напряжение изменяется на +/- 30%.К несчастью, нет соотношения, которое обеспечило бы какое-либо рабочее напряжение, когда на выходе ноль вольт. Мы использовали два возможных решения этой проблемы. Один должен иметь линейный пост-регулятор, чтобы поддерживать выход коммутатора на достаточно высоком уровне, чтобы поддерживать работает, когда конденсатор равен нулю. Этот линейный регулятор будет обойден как только напряжение конденсатора станет достаточно высоким, чтобы переключатель продолжил работу напрямую. |