DC-DC转换器的效率VSTK的函数关系
发布时间:2020/11/13 23:33:26 访问次数:1041
支持的负载总量,以及必须支持这些负载的时间,来确定组件大小。
保持或备份系统所需的能量:
电容中储存的电能:
根据设计常识和经验,要求电容中存储的电能必须大于保持或备份所需的电能:
这可以粗略估算出电容的大小,但不足于确定真正可靠的系统所需的大小。必须确定关键细节,比如造成电能损失的各种原因,这些最终可能导致需要更大的电容。电能损失分为两类:因DC-DC转换器效率导致的损失,以及电容本身导致的损失。
如果在保持或备份期间,由超级电容为负载供电,还必须知道DC-DC转换器的效率。效率取决于占空比(线路和负载)条件,可以从控制器数据手册获取。器件的峰值效率为85%到95%,在保持或备份期间随负载电流和占空比不同而变化。
标准包装:1类别:连接器,互连器件家庭:卡边缘连接器 - 边缘板连接器系列:-包装:管件卡类型:非指定 - 双边公母:母头位/盘/排数:12针脚数:24卡厚度:0.062"(1.57mm)排数:2间距:0.100"(2.54mm)特性:-安装类型:通孔端接:焊接触头材料:铜铍触头镀层:金触头镀层厚度:30μin(0.76μm)触头类型:全波纹管颜色:蓝法兰特性:侧面安装开口,无螺纹,0.125"(3.18mm)直径材料 - 绝缘:聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)工作温度:-65°C ~ 125°C读数:双
用功率与VSTK的函数关系,假设最优电阻与负载匹配,备用功率为25 W。此图也可以视为无单位时基:当超级电容满足所需的25 W备份功率时,超级电容向负载放电,堆栈电压随之降低。在3 V时,存在一个拐点,此时负载电流高于最优水平,导致负载的可用备用功率降低。这是系统的最大输出功率点,就在这个点,超级电容的ESR损失增加。在这个示例中,3 V明显高于DC-DC转换器的压差,所以不可用电能完全由超级电容引起,导致调节器未得到充分利用。理想情况下,超级电容达到压差,使得系统供电能力达到最高。
使用之前的PBACKUP方程,我们可以求解VSTK(MIN)同样,我们也可以考虑升压转换器的效率,并将其加到这个公式中:
升压运算:
使用这个下限值VSTK(MIN),我们可以从最大和最小电池电压中得出电容利用率αB:
在确定备份时间时,不仅超级电容的电容值至关重要,电容的ESR也同样重要。超级电容的ESR决定了有多少堆栈电压可用于备份负载,也就是利用率。
(素材来源:21ic和ttic.如涉版权请联系删除。特别感谢)
支持的负载总量,以及必须支持这些负载的时间,来确定组件大小。
保持或备份系统所需的能量:
电容中储存的电能:
根据设计常识和经验,要求电容中存储的电能必须大于保持或备份所需的电能:
这可以粗略估算出电容的大小,但不足于确定真正可靠的系统所需的大小。必须确定关键细节,比如造成电能损失的各种原因,这些最终可能导致需要更大的电容。电能损失分为两类:因DC-DC转换器效率导致的损失,以及电容本身导致的损失。
如果在保持或备份期间,由超级电容为负载供电,还必须知道DC-DC转换器的效率。效率取决于占空比(线路和负载)条件,可以从控制器数据手册获取。器件的峰值效率为85%到95%,在保持或备份期间随负载电流和占空比不同而变化。
标准包装:1类别:连接器,互连器件家庭:卡边缘连接器 - 边缘板连接器系列:-包装:管件卡类型:非指定 - 双边公母:母头位/盘/排数:12针脚数:24卡厚度:0.062"(1.57mm)排数:2间距:0.100"(2.54mm)特性:-安装类型:通孔端接:焊接触头材料:铜铍触头镀层:金触头镀层厚度:30μin(0.76μm)触头类型:全波纹管颜色:蓝法兰特性:侧面安装开口,无螺纹,0.125"(3.18mm)直径材料 - 绝缘:聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)工作温度:-65°C ~ 125°C读数:双
用功率与VSTK的函数关系,假设最优电阻与负载匹配,备用功率为25 W。此图也可以视为无单位时基:当超级电容满足所需的25 W备份功率时,超级电容向负载放电,堆栈电压随之降低。在3 V时,存在一个拐点,此时负载电流高于最优水平,导致负载的可用备用功率降低。这是系统的最大输出功率点,就在这个点,超级电容的ESR损失增加。在这个示例中,3 V明显高于DC-DC转换器的压差,所以不可用电能完全由超级电容引起,导致调节器未得到充分利用。理想情况下,超级电容达到压差,使得系统供电能力达到最高。
使用之前的PBACKUP方程,我们可以求解VSTK(MIN)同样,我们也可以考虑升压转换器的效率,并将其加到这个公式中:
升压运算:
使用这个下限值VSTK(MIN),我们可以从最大和最小电池电压中得出电容利用率αB:
在确定备份时间时,不仅超级电容的电容值至关重要,电容的ESR也同样重要。超级电容的ESR决定了有多少堆栈电压可用于备份负载,也就是利用率。
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