Какая схема зарядки конденсатора Фараха?

Размер токоограничивающего резистора в основном зависит от мощности энергосистемы пользователя. Если мощность системы питания пользователя относительно велика, ограничивающий ток резистор может быть меньше. Если мощность блока питания относительно небольшая, то сопротивление больше, и отмечается мощность резистора. Нормальная мощность должна быть выше 1 Вт. Например, максимальный рабочий ток блока питания составляет 1А, а напряжение - 5В. Тогда резистор ограничения тока занимает около 5 Ом, а мощность составляет 5Вт. Эта схема зарядки ограничена суперконденсаторами с малым внутренним сопротивлением, такими как суперконденсаторы колонки. Для суперконденсаторов с большим внутренним сопротивлением нет необходимости в токоограничивающих резисторах, таких как суперконденсаторы кнопочного типа. В качестве разрядного диода можно выбрать стабилитрон с небольшим прямым падением напряжения и определенной мощностью.

LTM8026 - это понижающий стабилизатор μ Module TM с постоянным напряжением, постоянным током (CVCC), 36VIN, 5A. В корпус встроены контроллер переключателя, переключатель питания, индуктор и вспомогательные компоненты. LTM8026 работает в диапазоне входного напряжения от 6 В до 36 В и поддерживает диапазон выходного напряжения от 1,2 В до 24 В. Работа CVCC позволяет LTM8026 точно регулировать выходной ток до 5 А во всем диапазоне выходных сигналов. Выходной ток можно настроить с помощью одного управляющего напряжения, одного резистора или термистора. Полная конструкция может быть достигнута с использованием только резисторов, отвечающих за настройку выходного напряжения и частоты, а также конденсаторов входного и выходного фильтра большой емкости.

В этом приложении два суперконденсатора серии заряжаются до 5 В во время нормальной работы, чтобы обеспечить необходимое резервное питание в случае сбоя основного питания. Пока основной источник питания подключен, LTC3536 будет работать в пакетном режиме с очень низким током покоя, сводя к минимуму потребление энергии резервным накопительным конденсатором.

LT3741 - это синхронный понижающий регулятор постоянного / постоянного тока с фиксированной частотой, предназначенный для точного регулирования выходных токов до 20 А. Контроллер режима среднего тока будет поддерживать регулировку тока катушки индуктивности в широком диапазоне выходного напряжения от 0 В до (VIN-2 В). Регулируемый ток устанавливается аналоговым напряжением на выводе CTRL и внешним измерительным резистором. LT3741 использует уникальную топологию для подачи и отвода тока. Схема защиты от регулируемого напряжения и перенапряжения устанавливается с помощью делителя напряжения, подключенного между выходом и выводом FB. Частоту переключения можно установить от 200 кГц до 1 МГц с помощью внешнего резистора или внешнего тактового сигнала.

Самый простой способ зарядить суперконденсатор через солнечную батарею - использовать диод. При нормальных условиях освещения суперконденсатор можно заряжать до напряжения холостого хода солнечного элемента, даже с учетом потерь, вызванных диодом. Большинству систем требуется вспомогательная схема защиты от перенапряжения для защиты суперконденсатора и последующей электроники нагрузки.

Простота этого решения часто делает его недорогим солнечным аксессуаром. Но у этого метода много недостатков. Во-первых, его можно использовать только в многокомпонентных солнечных элементах, где напряжение холостого хода солнечного элемента выше, чем предел перенапряжения суперконденсатора или требуемое напряжение нагрузки. Термоэлектрические коллекторы, которые выводят низкое напряжение, не могут использовать этот метод для зарядки компонентов накопителя энергии.

Кроме того, схема регулирует солнечный элемент при падении диода выше напряжения накопителя. Это означает, что когда напряжение на носителе данных изменяется в соответствии с условиями нагрузки, точка регулирования напряжения солнечного элемента также перемещается. Это не идеальное решение для батареи с широкой кривой разряда или суперконденсатора, напряжение которого может значительно меняться в зависимости от требований нагрузки, поскольку напряжение солнечного элемента отрегулировано от точки максимальной мощности. Вспомогательная схема защиты от перенапряжения, необходимая в большинстве маломощных электронных систем, также потребляет ток покоя, что может повлиять на эффективность системы в периоды низкой освещенности.

Недостаточную зарядку диодов можно преодолеть с помощью интегральных схем, специально разработанных для использования с оборудованием для сбора энергии. Одно из таких устройств - bq25504. Это микросхема зарядного устройства со сверхнизким током покоя, которая обеспечивает отслеживание точки максимальной мощности (MPPT) подключенного устройства сбора энергии. Для наглядности показаны только необходимые контакты. Резисторы ROV1 и ROV2 используются для установки порога перенапряжения суперконденсатора. Резисторы ROK1, ROK2 и ROK3 используются для установки верхнего и нижнего пороговых значений сигнала VBAT_OK, который может использоваться для управления нагрузкой системы для предотвращения чрезмерной разрядки суперконденсатора. Солнечный элемент подключен к выводу VIN_DC.

Поскольку суперконденсатор не собирает энергию в течение длительного времени, он обычно разряжается до 0 В, поэтому систему необходимо запускать из случая, когда накопительный конденсатор полностью опустошен. Большинство специализированных ИС зарядных устройств для накопления энергии имеют функцию холодного пуска, которая может инициировать зарядку энергосберегающего компонента в полностью разряженном состоянии, пока входное напряжение питания выше определенного уровня. В этом примере значение напряжения составляет 330 мВ.

Одним из преимуществ использования ИС повышающего зарядного устройства для зарядки суперконденсатора является возможность использования одно- или двухкомпонентного солнечного элемента, который обеспечивает более высокий средний источник питания для той же площади солнечного элемента, чем многотельный солнечный элемент. Эта ИС со встроенной схемой защиты от перенапряжения помогает защитить суперконденсаторы и электронику нагрузки. Программируемый пользователем уровень VBAT_OK может использоваться для сигнализации цепи нагрузки. Более того, как только устройство переходит в нормальный режим зарядного устройства, функция MPPT IC помогает стабилизировать солнечный элемент в точке максимальной мощности, тем самым извлекая оптимальный источник энергии из солнечного элемента.

Включая входной выпрямительный мост, трансформатор обратного хода, переключающее устройство, подключенное последовательно на первичной стороне, обратный диод вторичной стороны, датчик тока, детектор напряжения изоляции вторичной стороны и схему генерации управляющего сигнала ШИМ. По сравнению с традиционной схемой обратного хода, схема быстрой зарядки суперконденсатора удаляет электролитический конденсатор входного фильтра и повышает надежность схемы; резистор обнаружения тока заменен на обнаружение магнитной связи, чтобы уменьшить потери, и одновременно может обнаруживаться первичная сторона трансформатора. А вторичный ток используется для ограничения зарядного тока вторичной стороны; Обнаружение изоляции напряжения вторичной стороны используется для управления напряжением отсечки заряда суперконденсатора. Принцип работы главной цепи в основном аналогичен принципу возвратной схемы, но схема управления разработана в сочетании с начальными характеристиками зарядки суперконденсатора для удовлетворения требований долгосрочной зарядки с ограничением тока короткого замыкания, когда суперконденсатор изначально заряжен.

Первичный ток и вторичный ток трансформатора обнаруживаются в том же соотношении, что и трансформатор. Поскольку первичная обмотка трансформатора обратно пропорциональна коэффициенту передачи, обнаруженный ток становится непрерывной формой волны тока. Компаратор напряжения (Voltage Comparator) сравнивает обнаруженное значение тока с предельным значением Limit1. Когда значение первичного тока является предельным значением Limit1, генерируется сигнал B для генерации управляющего сигнала для выключения силовой трубки.

Схема управления

Если электролитический конденсатор подключен к выпрямленной выходной стороне, можно получить стабильное входное напряжение постоянного тока. Поскольку алюминиевый электролитический конденсатор может иметь неисправность и ограничивать срок службы, стабильность схемы и срок службы могут быть в некоторой степени затронуты, поэтому входной алюминиевый электролитический конденсатор не используется в цепи быстрой зарядки. Пульсирующее напряжение постоянного тока после выпрямления используется в качестве эталона для верхнего предела амплитуды Limit1, так что входной ток следует за колебаниями входного напряжения, и коэффициент входной мощности может быть улучшен. Если нижний предел амплитуды Limit2 установлен на 0, коэффициент мощности может быть дополнительно улучшен, но величина пульсаций выходного тока увеличивается.

Схема управления состоит из операционного усилителя LM358, компаратора LM393, микросхемы запуска RS CD4043 и т.п. Ток регистрируется трансформатором с тем же коэффициентом поворота, что и трансформатор, и конец трансформатора с таким же названием соответствует обратноходовому трансформатору. Сигнал обнаружения тока сравнивается с предельными значениями тока Limit1 и Limit2 после обработки LM358. Выходы двух компараторов фиксируются триггером RS4043 и действуют как сигнал возбуждения полевого МОП-транзистора. Обнаружение напряжения на выходной стороне используется в качестве сигнала завершения заряда для управления разрешающей клеммой CD4043.

Страница содержит содержимое машинного перевода.