CSC的超級電容功率與VSTK的函數(shù)關系
發(fā)布時間:2020/11/1 22:09:41 訪問次數(shù):718
使用最初推測的25 F電容,通過電子表格工具可得出結果。
基于最初推測的25 F電容,我們使用標稱值得出了所需的4秒備份時間(具有25%的額外裕量)。但是,如果我們考慮ESR和電容的EOL值,我們的備份時間幾乎縮短一半。若要使用電容的EOL值獲得4秒備份時間,我們必須至少修改其中一個輸入?yún)?shù)。由于它們大多是固定值,電容是最容易增加的參數(shù)。
將電容增加至45 F,通過電子表格工具得出結果。
使用45 F時,由于標稱值提供了長達9秒的備份時間,增加的幅度似乎很大。但是,通過添加CAPEOL和ESREOL參數(shù),并得出6.2 V最低堆棧電壓之后,考慮EOL時的備份時間驟降一半。但是,這仍然滿足我們需要4秒備份時間的要求,并且具有5%的額外裕量。
根據(jù)前面介紹的概念和計算說明,超級電容備份系統(tǒng)設計方法總結如下:
確定PBackup和tBackup的備份要求。
針對所需的電容使用壽命確定最大電池電壓VSTK(MAX)。
選擇堆疊電容數(shù)量(n)。
為超級電容選擇所需的利用率αB(例如,80%到90%)。
求解得出電容CSC:
找到具有足夠CSC的超級電容,并檢驗是否滿足最低RSC公式:
采用25 F電容的36 W、4秒保持時間系統(tǒng)和LTC3350/LTC3351的計算結果
采用45 F電容系統(tǒng)和LTC3350/ LTC3351的計算結果

顯示某些輸出功率所需最小VIN的推導過程,可用功率與VSTK的函數(shù)關系,假設最優(yōu)電阻與負載匹配,備用功率為25 W。此圖也可以視為無單位時基:當超級電容滿足所需的25 W備份功率時,超級電容向負載放電,堆棧電壓隨之降低。
在3 V時,存在一個拐點,此時負載電流高于最優(yōu)水平,導致負載的可用備用功率降低。這是系統(tǒng)的最大輸出功率點,就在這個點,超級電容的ESR損失增加。在這個示例中,3 V明顯高于DC-DC轉換器的壓差,所以不可用電能完全由超級電容引起,導致調節(jié)器未得到充分利用。理想情況下,超級電容達到壓差,使得系統(tǒng)供電能力達到最高。
在確定備份時間時,不僅超級電容的電容值至關重要,電容的ESR也同樣重要。超級電容的ESR決定了有多少堆棧電壓可用于備份負載,也就是利用率。
(素材來源:eccn.如涉版權請聯(lián)系刪除。特別感謝)
使用最初推測的25 F電容,通過電子表格工具可得出結果。
基于最初推測的25 F電容,我們使用標稱值得出了所需的4秒備份時間(具有25%的額外裕量)。但是,如果我們考慮ESR和電容的EOL值,我們的備份時間幾乎縮短一半。若要使用電容的EOL值獲得4秒備份時間,我們必須至少修改其中一個輸入?yún)?shù)。由于它們大多是固定值,電容是最容易增加的參數(shù)。
將電容增加至45 F,通過電子表格工具得出結果。
使用45 F時,由于標稱值提供了長達9秒的備份時間,增加的幅度似乎很大。但是,通過添加CAPEOL和ESREOL參數(shù),并得出6.2 V最低堆棧電壓之后,考慮EOL時的備份時間驟降一半。但是,這仍然滿足我們需要4秒備份時間的要求,并且具有5%的額外裕量。
根據(jù)前面介紹的概念和計算說明,超級電容備份系統(tǒng)設計方法總結如下:
確定PBackup和tBackup的備份要求。
針對所需的電容使用壽命確定最大電池電壓VSTK(MAX)。
選擇堆疊電容數(shù)量(n)。
為超級電容選擇所需的利用率αB(例如,80%到90%)。
求解得出電容CSC:
找到具有足夠CSC的超級電容,并檢驗是否滿足最低RSC公式:
采用25 F電容的36 W、4秒保持時間系統(tǒng)和LTC3350/LTC3351的計算結果
采用45 F電容系統(tǒng)和LTC3350/ LTC3351的計算結果

顯示某些輸出功率所需最小VIN的推導過程,可用功率與VSTK的函數(shù)關系,假設最優(yōu)電阻與負載匹配,備用功率為25 W。此圖也可以視為無單位時基:當超級電容滿足所需的25 W備份功率時,超級電容向負載放電,堆棧電壓隨之降低。
在3 V時,存在一個拐點,此時負載電流高于最優(yōu)水平,導致負載的可用備用功率降低。這是系統(tǒng)的最大輸出功率點,就在這個點,超級電容的ESR損失增加。在這個示例中,3 V明顯高于DC-DC轉換器的壓差,所以不可用電能完全由超級電容引起,導致調節(jié)器未得到充分利用。理想情況下,超級電容達到壓差,使得系統(tǒng)供電能力達到最高。
在確定備份時間時,不僅超級電容的電容值至關重要,電容的ESR也同樣重要。超級電容的ESR決定了有多少堆棧電壓可用于備份負載,也就是利用率。
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