被動(dòng)電壓平衡
Passive Voltage Balancing
被動(dòng)電壓平衡電路是采用與電容并聯(lián)的電阻進(jìn)行分壓,這就允許電流從電壓比較高的電容向電壓比較低的電容流動(dòng),通過(guò)這種方式進(jìn)行電壓平衡。選擇電阻的阻值是非常重要的,通常要使電阻允許的電流大于電容預(yù)期的漏電流。需要記住的是,漏電流在溫度升高的時(shí)候通常會(huì)增大。
被動(dòng)平衡電路只有在不頻繁對(duì)電容進(jìn)行充放電的應(yīng)用中使用,同時(shí)能夠容忍平衡電阻引起的額外電流,建議選擇平衡電阻阻值時(shí),使平衡電阻的電流大于電容漏電流50倍以上,(平衡電阻值為3.3KΩ-22KΩ,取決于電容的最高操作溫度),雖然大多數(shù)平衡電路都采用比較高的平衡電阻,但當(dāng)串聯(lián)的電容非常不匹配時(shí),保護(hù)是不夠充分的。
主動(dòng)電壓平衡
Active Voltage Balancing
主動(dòng)平衡電路強(qiáng)迫串聯(lián)節(jié)點(diǎn)的電壓與參考電壓相一致,不管電壓有多么的不平衡,同時(shí)在確保精確的電壓平衡時(shí),主動(dòng)平衡電路在穩(wěn)定狀態(tài)下只有非常低的電流,只有當(dāng)電壓超出平衡范圍時(shí),才會(huì)產(chǎn)生比較大的電流,這些特性使主動(dòng)平衡電路非常適合于需要頻繁充放電的場(chǎng)合。
反極性保護(hù)
Reverse Voltage Protection
當(dāng)串聯(lián)使用的超級(jí)電容器被快速充電時(shí),低容量的電壓有可能變成反極性,這是不允許的,同時(shí)會(huì)降低電容的使用壽命,一個(gè)簡(jiǎn)單的解決辦法就是在電容的兩端并聯(lián)一個(gè)二極管,正常情況下,它們是反壓不導(dǎo)通的。使用一個(gè)合適的齊納穩(wěn)壓二極管替換標(biāo)準(zhǔn)的二極管,能夠同時(shí)對(duì)電容過(guò)壓進(jìn)行保護(hù)。需要注意,二極管必須能夠承受電源的峰值電流。
脈動(dòng)電流
Ripple Current
雖然超級(jí)電容器具有比較低的內(nèi)阻,對(duì)相對(duì)于電解電容而言,它的內(nèi)阻還是比較大,當(dāng)應(yīng)用于脈動(dòng)電流場(chǎng)合下,容易引起電容內(nèi)部發(fā)熱。從而導(dǎo)致電容內(nèi)部電解液分解、內(nèi)阻增加,并引起電容壽命縮短。為了保證電容的使用壽命,在應(yīng)用于脈動(dòng)場(chǎng)合時(shí),最好保證電容表面的溫度上升不超過(guò)5℃。
超級(jí)電容器具有比二次電池更長(zhǎng)的使用壽命,但它的使用壽命并不是無(wú)限的,超級(jí)電容器基本失效的形式是電容內(nèi)阻的增加( ESR)與 (或) 電容容量的降低。,電容實(shí)際的失效形式往往與用戶的應(yīng)用有關(guān),長(zhǎng)期過(guò)溫(溫度)過(guò)壓 (電壓),或者頻繁大電流放電都會(huì)導(dǎo)致電容內(nèi)阻的增加或者容量的減小。在規(guī)定的參數(shù)范圍內(nèi)使用超級(jí)電容器可以有效的延長(zhǎng)超級(jí)電容器的壽命。通常,超級(jí)電容器具有于普通電解電容類(lèi)似的結(jié)構(gòu),都是在一個(gè)鋁殼內(nèi)密封了液體電解液,若干年以后,電解液會(huì)逐漸干涸,這一點(diǎn)與普通電解電容一樣,這會(huì)導(dǎo)致電容內(nèi)阻的增加,并使電容徹底失效。