嵌位电压和温度的CSC的超级电容
发布时间:2020/11/13 23:39:44 访问次数:932
由于从输入电压、输出电流和占空比方面来看,备份过程是一个动态过程,所以计算所需堆栈电容的完整公式不会像前面的版本那么简单。可以看出,最终公式为:
其中η = DC-DC转换器的效率。
超级电容备份系统设计方法
根据前面介绍的概念和计算说明,超级电容备份系统设计方法总结如下:
确定PBackup和tBackup的备份要求。
针对所需的电容使用寿命确定最大电池电压VSTK(MAX)。
选择堆叠电容数量(n)。
为超级电容选择所需的利用率αB(例如,80%到90%)。
求解得出电容CSC:
找到具有足够CSC的超级电容,并检验是否满足最低RSC公式:
采用25 F电容的36 W、4秒保持时间系统和LTC3350/LTC3351的计算结果
超级电容电能损失量相当于我们无法从超级电容中提取的电能量。这种损耗由DC-DC转换器的最小输入工作电压决定,取决于DC-DC转换器的拓扑,称为压差。这是在比较集成式解决方案时需要考虑的一个重要参数。
采用前面的电容电能计算方法,减去低于VDropout时无法获取的电能,可以得到:
将VCapacitor设置为接近其最大额定值会增加存储的电能,但这种策略存在严重的缺陷。通常,超级电容的绝对最大额定电压为2.7 V,但典型值为2.5 V或低于2.5 V。这是考虑到应用的使用寿命,以及额定的工作环境温度。在较高的环境温度下使用较高的VCapacitor,会降低超级电容的使用寿命。对于需要很长的使用寿命或在相对较高的环境温度下运行的稳健应用,建议使用较低的VCapacitor。各超级电容供应商通常根据嵌位电压和温度来提供估计使用寿命的特性曲线。

Y电容是安规电容的一种,安规电容是指用于这样的场合:即电容器失效后,不会导致电击也不会不危及人身安全。也就是因为这样安规电容与其他普通的电容有着不一样的地方,普通的电容在电源断开之后很长一段时间还会保留一定残留电压,一旦手触碰到就会发生电击,而安规电容却不会。
Y电容大多数为蓝色,但是也有黄色的,由于是安全电容,因此Y电容上面一般都会标有相关的认证,例如CQC、VDE、UL等认证。
Y电容通常接于零线与地或者火线与地之间,I级EMI滤波电路,Y1和Y2是Y电容,通常两个串联一起。
根据耐高压分为Y1、Y2、Y4三个等级,其中:Y1电容耐高压值>8 kV;5 kV<Y2电容耐高压值<小于8 kV;2.5 kV<Y4电容耐高压值<小于5 kV。
对于开关电源,Y电容通常接于一次侧(初级)与二次侧(次级)之间,如图3,Y电容器可为一次侧耦合到二次侧的干扰电流提供回流路径。
由于从输入电压、输出电流和占空比方面来看,备份过程是一个动态过程,所以计算所需堆栈电容的完整公式不会像前面的版本那么简单。可以看出,最终公式为:
其中η = DC-DC转换器的效率。
超级电容备份系统设计方法
根据前面介绍的概念和计算说明,超级电容备份系统设计方法总结如下:
确定PBackup和tBackup的备份要求。
针对所需的电容使用寿命确定最大电池电压VSTK(MAX)。
选择堆叠电容数量(n)。
为超级电容选择所需的利用率αB(例如,80%到90%)。
求解得出电容CSC:
找到具有足够CSC的超级电容,并检验是否满足最低RSC公式:
采用25 F电容的36 W、4秒保持时间系统和LTC3350/LTC3351的计算结果
超级电容电能损失量相当于我们无法从超级电容中提取的电能量。这种损耗由DC-DC转换器的最小输入工作电压决定,取决于DC-DC转换器的拓扑,称为压差。这是在比较集成式解决方案时需要考虑的一个重要参数。
采用前面的电容电能计算方法,减去低于VDropout时无法获取的电能,可以得到:
将VCapacitor设置为接近其最大额定值会增加存储的电能,但这种策略存在严重的缺陷。通常,超级电容的绝对最大额定电压为2.7 V,但典型值为2.5 V或低于2.5 V。这是考虑到应用的使用寿命,以及额定的工作环境温度。在较高的环境温度下使用较高的VCapacitor,会降低超级电容的使用寿命。对于需要很长的使用寿命或在相对较高的环境温度下运行的稳健应用,建议使用较低的VCapacitor。各超级电容供应商通常根据嵌位电压和温度来提供估计使用寿命的特性曲线。

Y电容是安规电容的一种,安规电容是指用于这样的场合:即电容器失效后,不会导致电击也不会不危及人身安全。也就是因为这样安规电容与其他普通的电容有着不一样的地方,普通的电容在电源断开之后很长一段时间还会保留一定残留电压,一旦手触碰到就会发生电击,而安规电容却不会。
Y电容大多数为蓝色,但是也有黄色的,由于是安全电容,因此Y电容上面一般都会标有相关的认证,例如CQC、VDE、UL等认证。
Y电容通常接于零线与地或者火线与地之间,I级EMI滤波电路,Y1和Y2是Y电容,通常两个串联一起。
根据耐高压分为Y1、Y2、Y4三个等级,其中:Y1电容耐高压值>8 kV;5 kV<Y2电容耐高压值<小于8 kV;2.5 kV<Y4电容耐高压值<小于5 kV。
对于开关电源,Y电容通常接于一次侧(初级)与二次侧(次级)之间,如图3,Y电容器可为一次侧耦合到二次侧的干扰电流提供回流路径。
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