法拉電容具有充電速度快,循環使用壽命長,放電能力超強等優點,常用在快速充放電的場合,后備電源等。
在儀表或控制系統中,在電源突然斷開時,需要保護關鍵的數據,若不保存,需要對儀表系統的準確性進行校準。我們需要在系統電源斷開后,提供一段時間供系統保存重要的數據,以便開機后繼續正常使用。
我們需要做到斷電后繼續向電路提供穩定的電壓,并保持一定的時間供主控保存重要數據到EEPROM,Flash等非易失存儲器中。其核心部件是電容等器件,法拉電容其特點更適合用在此場景中,電容在儀表系統正常使用時蓄存少量電能,在外部突然斷電情況下對電路進行供電,以實現斷電后寫入重要數據。
常見的充放電電路如下。
電容在上電瞬間需要充電,極大的電流涌入電容,對電源影響較大,因此常添加限流電阻減小充電電流,其電阻的選擇取決于電源系統的功率,電源系統的功率比較大,那么限流電阻可以取小一點。電源功率比較小,那么電阻取大一些。系統在5V,250mΩ內阻條件下,沒有限流電阻,系統上電達8A,在添加5Ω電阻情況下,上電電流在0.8A左右。放電二極管可以選取正向導通壓降比較小的肖特基二極管,同時保證一定的功率,并通過Buck-Boost電路將將電容的電壓進行穩壓送給主控電路,不選擇Ldo的原因是當電容電壓低于其輸入電壓范圍后,Ldo便不能正常工作,但選擇限流電阻的方法會使充電速度降低,電阻發熱等。
此類電路設計簡單,應用較廣,對于要求更高的設計中,常采用IC等專業芯片對其進行控制,例如Ti家的TPS61088,提供了更加完整的方案,即使在超級電容器電壓降至 1V時也能支持 3.8V/2A輸出功率。可以最大限度利用存儲在超級電容器中的能量。
審核編輯:湯梓紅
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