如何实现超级电容器完全耗尽电能

电子设计 发表于 2018-05-17 08:47:12 收藏 已收藏
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如何实现超级电容器完全耗尽电能

电子设计 发表于 2018-05-17 08:47:12

当为用于固态驱动器(SSD)或便携式医疗系统等备用电源系统的超级电容器充电时,该超级电容器的值、尺寸及成本与要求的保持时间是成正比的。一旦用户从输入电源移除系统,并且运行切换到该超级电容器,您的系统就需要最少的运行时间了。目的是使该超级电容器的大小刚好足够在您的系统把关键信息写入非易失性存储器并关闭所需的时间里为该系统供电。但给该超级电容器定尺寸并不是您唯一的挑战。

因为该超级电容器的电压会有所变化,所以在该超级电容器和系统电源电压轨之间需要电源。由于超级电容器的额定电压通常只有几伏,因此需要步升转换器来将该电压提升至3.3V、5V或12V系统轨。如果您仅仅想让自己的超级电容器放电至2.5V,那么这种双向备用电源解决方案将非常适合置于该超级电容器和系统轨之间。

但若是让该超级电容器只放电到2.5V,那么当系统关闭后会把相当多的电能留在该超级电容器中。储存在超级电容器里的电能等于½ CV2。例如,通过您的输入电源将1F超级电容器充电至5V,让其只放电到2.5V时从该电容器中汲取的电能大约是9.4J。但如果刚才提到的超级电容器因给系统供电使自己的电压降至0.7V,那么从该电容器中汲取的电能大约是12.2J —— 汲取的电能增加了30%以上!

具有TPS61088的低输入电压大电流升压转换器TI Designs参考设计展示了一种简单的设计,可从超级电容器或其它极低输入电压源(如单节碱性电池或镍电池)中汲取更多的电能。大功率TPS61088步升转换器可完成将超级电容器的电能转换为系统电压轨的重任。微型小功率TLV61220步降转换器则可提供偏置电压来为TPS61088供电。这种小型的低成本附加电路是从您的超级电容器中汲取几乎所有电能的关键。图1示出了该系统的基本方框图。

图1:通过用小功率TLV61220为大功率TPS61088供电,PMP9772参考设计可完全耗尽超级电容器或电池中的电能

对于您的SSD或便携式系统,请通过让您的超级电容器完全耗尽电能而使其得到充分利用。一种微型低成本升压转换器可从相同尺寸的超级电容器中汲取30%以上的电能。您还想让哪些其它系统耗尽所有电能呢?

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