備用電源對電子式電表斷電時保持運行至關重要,此設計采用超級電容器作為儲能元件,可在主電源與備用操作之間無縫轉換,用于電源中斷期間自動為電表提供備用電壓。
智能電表備用電源樣
采用超級電容器的電表備用電源原理圖
超級電容器的電容和電壓決定可用的備用電能。此設計可以持續70秒左右提供3.9V(200mA)穩定備用輸出電壓,直到輸出電壓下降。
由于超級電容器充電的電壓在2.7V和3V之間,因此,對于大多數應用來說有必要串聯連接幾個超級電容器。因此,必須平衡超級電容器;否則一個單元可能比另一個單元更多地充電,導致不相等的電容器老化,降低電容器組為應用提供所需能量的能力。
平衡超級電容器采用的方法包括:使用電阻器串的無源平衡,使用開關電阻器,使用齊納二極管和有源平衡。前三種方法會導致電阻器中的功率損耗,第四種方法是最有效的,但也是最貴的。
當超級電容器用于備用電源應用時,必須監控其電容和ESR,以確保能夠提供應用所需的能量。
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