如何用超级电容器为智能电表备用电源储能?

2023-06-09

如何用超级电容器为智能电表备用电源储能?

备用电源对电子式电表断电时保持运行至关重要,此设计采用超级电容器作为储能元件,可在主电源与备用操作之间无缝转换,用于电源中断期间自动为电表提供备用电压。

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智能电表备用电源样

采用超级电容器的电表备用电源原理图

超级电容器的电容和电压决定可用的备用电能。此设计可以持续70秒左右提供3.9V(200mA)稳定备用输出电压,直到输出电压下降。

由于超级电容器充电的电压在2.7V和3V之间,因此,对于大多数应用来说有必要串联连接几个超级电容器。因此,必须平衡超级电容器;否则一个单元可能比另一个单元更多地充电,导致不相等的电容器老化,降低电容器组为应用提供所需能量的能力。

平衡超级电容器采用的方法包括:使用电阻器串的无源平衡,使用开关电阻器,使用齐纳二极管和有源平衡。前三种方法会导致电阻器中的功率损耗,第四种方法是最有效的,但也是最贵的。

当超级电容器用于备用电源应用时,必须监控其电容和ESR,以确保能够提供应用所需的能量。


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