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超级电容在自动抄表系统中的应用

发布时间:2019-10-09 15:23:44

超级电容在自动抄表系统中的应用

图2 峰值功率需求会显着地缩短工作在极限温度下的电池的寿命,并降低其工作性能。超级电容能够在宽达40℃~85℃的工作温度范围内帮助电池供应所需的功率

当工作模式发生改变时,许多电池供电设备的峰值功率需求可能会远远超出电池的容量。有些需要大电流脉冲功率,而电池要提供这样的功率,很难或不可能不增加性能故障风险、缩短工作寿命、甚至提前出现电池故障。由于所采用的化学能量存储机制会发生老化,电池都具有有限的生命周期。相反,超级电容采用静电能量存储机制,不存在磨损,所以实际上具有无限长的生命周期。

传统电池的另一个问题是,它们具有很大的内部等效串联电阻(ESR),从而无法始终如一地供应大功率脉冲。相比之下,超级电容的内部ESR很低,能够供应大功率脉冲。

不足为奇的是,已应用到许多消费产品中的超级电容现在也使得自动化的水表和天然气表能够工作更长的时间。超级电容通过满足AMR应用中的峰值功率需求,为补充和增加电池寿命提供了一种解决方案。在这些应用中,超级电容由主电源来充电,并在主电源出现故障或者需要提供峰值功率的时候发挥备份电源的作用。超级电容和电池并行工作,使用在那些既需要持续低功率放电以连续工作,又需要脉冲功率用于峰值负载的应用之中。

众所周知,因为电容的ESR相对较低,所以为源电池增加并联电容能够在脉冲功率期间帮助提供电源。将低ESR的超级电容与电池并行放置,能够轻松地满足几乎全部所需的脉冲电流要求(如表1所示)。能量先是缓慢地从并联的、ESR较大的电池传出并给超级电容充电,然后在需要的时候以突发电流脉冲的形式从超级电容中传出。传递完脉冲电流之后,在两次脉冲式负载周期之间,超级电容将再次重新充电到电池的满电压。与电路中不包含超级电容时相比,上述做法将减轻电池的压力,并将电池的总寿命延长到3倍或更多。

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