新聞資訊
如何解決超級電容組電壓均衡問題
超級電容組的電壓由串聯(lián)的電容器數(shù)量決定,而功率則是由并聯(lián)的電容器數(shù)量決定。超級電容和電動汽車動力電池類似,每個超級電容單體的電壓范圍為1~3.0V(和電容器類型有關),所以需要將超級電容串聯(lián)使用才能得到所需的電壓。
理想狀態(tài)時,每個超級電容單體性能應該是一致的,即每個超級電容單體的電壓是 一樣的。但是,由于制造誤差、自放電率等因素,電容器單體之間的電壓是有差異的。在制造時和整個產(chǎn)品壽命周期內(nèi),電容值的變化和泄漏電流影響電容器電壓的分布,所以,使用超級電容單體管理電路來提高串聯(lián)使用的超級電容單體的性能和壽命,是有效的管理超級電容單體的方法(另一種管理方法是把過壓的單體放電達到保護超級電容的目的,但也產(chǎn)生了其他問題)。一個好的均衡電路可以對異常的單體迅速做出響應,超級電容單體平衡方法有兩種,即被動均衡式和主動均衡式。
被動均衡電路
(1)電阻直接與超級電容并聯(lián)的結構
在每個超級電容單體上并聯(lián)一個電阻來抑制泄漏電流,實際上,就是使用公差很小的電阻強制單個模塊的電壓一致。
超級電容在充電過程中,內(nèi)阻決定充電電流的大小以及電壓。超級電容充電之后,自放電內(nèi)阻是一個重要參數(shù),用一個小的電阻就可以實現(xiàn)超級電容單體之間的電壓平衡。電阻阻值應比超級電容的內(nèi)阻大許多,但比自放電電阻小。不同的電阻值,電壓的平衡過程可能花幾分鐘到幾小時。
這種方法非常適合低負荷運行工況,如UPS電源,充電電流不大,充電時間長,可以延長超級電容的使用壽命。該方法具有結構簡單和低成本的優(yōu)點,確點是在外電阻上產(chǎn)生很大的功率損失,這個損失與電阻值和電流大小有關。如果充電時間足夠長可以完成均衡過程,在電動汽車上也可應用,但是用峰值功率進行充電時可能會引起過壓,這個電路對防止過壓無能為力。
(2)開關控制的電阻并聯(lián)的結構
在上一種結構的電阻上串聯(lián)一個開關,當單體電壓高于預先設定的電壓值時,開關接通;當單體電壓低于預先設定的電壓值時,開關關閉。這種結構需要測量單體電壓,會增加成本。
(3)采用DC/DC變換器的結構
在相鄰的單體之間接人DC/DC變換器,平衡具體的電壓。除變換器的損失外,沒有其他損失,效率高于上述兩種平衡方式。但由于硬件實現(xiàn)和控制成本高的原因,這種結構沒有引起人們太多的興趣。
本文來源網(wǎng)絡,僅供分享交流,不作商業(yè)用途,版權歸原作者和原作者出處。若有侵權,請聯(lián)系刪除。
上一個: 超級電容模組的特點是什么 | 下一個:超級電容模組的特點是什么 |