Methoden zur Ladungssteuerung für Superkondensatoren: Methoden zum Schutz von Stromquellen vor Schäden aufgrund des hohen Strombedarfs von Superkondensatoren
Verfasst von: Ron Demcko | Joe Hock | Ashley Stanziola | Daniel Westen
Abstract:
Bei Schaltungsdesigns, die die erhöhte Energiespeicherung durch Superkondensatoren nutzen, muss beim Laden dieser Geräte die höhere Leistungsaufnahme im Vergleich zu Batterien sorgfältig berücksichtigt werden. Die einzigartige Zusammensetzung elektrochemischer Doppelschichtkondensatoren (EDLC) ermöglicht es ihnen von Natur aus, großen Strömen standzuhalten. Tabelle 1 unten ist eine kurze Liste zylindrischer (SCC) und seriell verbundener Modul-Superkondensatoren (SCM) von AVX mit Angabe der Spitzenstromversorgungs- und Senkenstromkapazität. Diese maximalen Spezifikationen überschreiten in der Regel die Stromkapazität der Ladequellen und führen zu Ausfällen im Stromversorgungssystem.
Superkondensatoren haben einen niedrigen ESR, wodurch ein ungeladener Superkondensator wie ein Kurzschluss aussieht. Er zieht sofort den maximalen Strom aus der Quelle, um ihn bis zu seiner Nennkapazität aufzuladen [I = C x (dV/dt)]. Normalerweise übersteigt dieser Ladestrom bei weitem die Leistung, die die Stromquelle liefern kann. In vielen Fällen ist die Stromaufnahme so viel höher als das, was die Stromversorgung verarbeiten kann, dass die Stromquelle oder das System dauerhaft ausfällt oder zumindest vorübergehend gestört wird. Um dies zu demonstrieren, vergleichen Sie die Stromaufnahme eines Superkondensators mit einem vorübergehenden Strom von Hunderten oder Tausenden von Ampere, der einen erheblichen Spannungsabfall in empfindlichen Schaltkreisen verursacht, was wiederum zu Bitfehlern bei Hochgeschwindigkeits-Transceivern, Systemabschaltungen oder Software-Resets führt. Um dieses Problem zu mildern, gibt es viele ladungsbegrenzende Schaltkreise, aber ein Vergleich passiver und aktiver Steuerungsmethoden auf hoher Ebene kann helfen, zu bestimmen, welche Topologie implementiert werden soll.
WEISSPAPIER HERUNTERLADEN
Bei Schaltungsdesigns, die die erhöhte Energiespeicherung durch Superkondensatoren nutzen, muss beim Laden dieser Geräte die höhere Leistungsaufnahme im Vergleich zu Batterien sorgfältig berücksichtigt werden. Die einzigartige Zusammensetzung elektrochemischer Doppelschichtkondensatoren (EDLC) ermöglicht es ihnen von Natur aus, großen Strömen standzuhalten. Tabelle 1 unten ist eine kurze Liste zylindrischer (SCC) und seriell verbundener Modul-Superkondensatoren (SCM) von AVX mit Angabe der Spitzenstromversorgungs- und Senkenstromkapazität. Diese maximalen Spezifikationen überschreiten in der Regel die Stromkapazität der Ladequellen und führen zu Ausfällen im Stromversorgungssystem.
Superkondensatoren haben einen niedrigen ESR, wodurch ein ungeladener Superkondensator wie ein Kurzschluss aussieht. Er zieht sofort den maximalen Strom aus der Quelle, um ihn bis zu seiner Nennkapazität aufzuladen [I = C x (dV/dt)]. Normalerweise übersteigt dieser Ladestrom bei weitem die Leistung, die die Stromquelle liefern kann. In vielen Fällen ist die Stromaufnahme so viel höher als das, was die Stromversorgung verarbeiten kann, dass die Stromquelle oder das System dauerhaft ausfällt oder zumindest vorübergehend gestört wird. Um dies zu demonstrieren, vergleichen Sie die Stromaufnahme eines Superkondensators mit einem vorübergehenden Strom von Hunderten oder Tausenden von Ampere, der einen erheblichen Spannungsabfall in empfindlichen Schaltkreisen verursacht, was wiederum zu Bitfehlern bei Hochgeschwindigkeits-Transceivern, Systemabschaltungen oder Software-Resets führt. Um dieses Problem zu mildern, gibt es viele ladungsbegrenzende Schaltkreise, aber ein Vergleich passiver und aktiver Steuerungsmethoden auf hoher Ebene kann helfen, zu bestimmen, welche Topologie implementiert werden soll.
