Moduły superkondensatorówczęsto borykają się z problemem nierównowagi napięć między ogniwami.Tak zwany moduł superkondensatora to moduł, który zawiera kilka superkondensatorów;ponieważ parametry superkondensatora są trudne do uzyskania w pełni spójne, może wystąpić asymetria napięcia, a niektóre superkondensatory mogą doświadczać przepięć, co poważnie wpływa na charakterystykę wyjściową i żywotność superkondensatora, a nawet prowadzi do awarii.
W procesie aplikacji superkondensatorów konieczne jest wyrównanie napięcia.Istniejąca technologia bilansowania napięcia dzieli się głównie na dwie kategorie: bilansowanie pasywne i bilansowanie aktywne.
Równoważenie pasywne
Bilansowanie pasywne polega na wykorzystaniu rezystorów i przełączników półprzewodnikowych lub diod do równoważenia napięcia oraz pełnienia roli ochrony przepięciowej poprzez zużywanie nadmiaru energii superkondensatora wysokiego napięcia.Najczęstsze z nich to równoległe równoważenie rezystorów, równoważenie rezystorów przełączających i równoważenie lamp regulatora napięcia.
Tutaj mówimy głównie o najprostszym równoległym równoważeniu napięcia rezystora (charakterystyka dynamiczna nie jest zbyt dobra):
Req to rezystor równoważący, który jest bezpośrednio połączony równolegle z ogniwem superkondensatora.Podczas procesu ładowania modułu ogniwo rozładowuje się również poprzez Req, a ogniwo o wysokim napięciu szybko się rozładowuje, pełniąc tym samym rolę zabezpieczenia balansującego.W tym przypadku, w zależności od różnych metod ładowania (ładowanie stałym napięciem i ładowanie stałym prądem, które mogą być wszechstronnie wykorzystywane w praktycznych zastosowaniach), występują również różnice w kryteriach wyboru Wym.
Ładowanie stałym napięciem
Zakładając, że napięcie ładowania wynosi U, ponieważ napięcie modułu superkondensatora w stanie ustalonym jest w zasadzie rozłożone zgodnie z EPR (w przybliżeniu otwarty obwód po pełnym naładowaniu C, a ESR jest bardzo mały), po dodaniu Req może faktycznie należy rozumieć jako zastąpienie EPR przez Req, więc Req musi wybrać rezystory o równej rezystancji i mniejszej niż EPR, aby połączenie równoległe mogło odgrywać wiodącą rolę (ogólnie 0,01~0,1EPR).Napięcie superkondensatora w stanie ustalonym wynosi ReqU/(nReq).
Stały prąd ładowania
Zakładając, że prąd ładowania wynosi I, każde ogniwo superkondensatora i Req tworzą oddzielną pętlę.Gdy napięcie ogniwa kondensatora wzrasta, prąd przepływający przez ogniwo kondensatora spada, a prąd przepływający przez Req wzrasta.Gdy kondensator jest w pełni naładowany, prąd kondensatora wynosi 0, a napięcie ogniwa kondensatora wynosi ReqI, to znaczy, gdy napięcia ogniw wszystkich kondensatorów szeregowych osiągają ReqI, równoważenie jest zakończone.Dlatego wartość rezystora równoważącego wynosi Req=U(znamionowe)/I.
Aktywne równoważenie
Bilansowanie aktywne polega na przekazywaniu energii z ogniwa o wyższym napięciu lub całego modułu do innych ogniw, aż do zrównoważenia napięcia wszystkich ogniw.Generalnie strata jest stosunkowo niewielka, ale projekt będzie bardziej skomplikowany.Typowe to równoważenie konwertera DC/DC, specjalne układy zarządzania superkondensatorami itp.
ByliJYH HSU (JEC) Electronics Ltd (lub Dongguan Zhixu Electronic Co., Ltd.)która ma ponad 30 lat w branży komponentów elektronicznych.Nasze fabryki posiadają certyfikaty ISO 9000 i ISO 14000.Jeśli szukasz podzespołów elektronicznych, zapraszamy do kontaktu.
Czas publikacji: 17 sierpnia-2022