电源管理解决方案实例讲解：混合电容器的恒压（CV）脉冲充电

可充电储能电容器由于其灵活性、低维护要求和总成本较低而受到市场瞩目。

　　对于紧凑型应用，传统电解电容器是有益于环保的可选方案，并提供宽额定电压范围。但在输出要求超过几百毫瓦的情况下，它们会很快达到储能极限。

　　双电层电容器（EDLC）提供高功率、高能量密度和长工作寿命，但与电池一样，其工作电压较低。电子系统要求在这些技术之间达成平衡，亦即既具有传统电池与双层电容器的优点，又没有其缺陷。混合式ENYCAP™ 196 HVC电容器能够提供这一性能。为充分发挥产品性能，必须使用可靠的充电解决方案。本文指出恒压（CV）脉冲充电是最经济有效的解决方案。

　　混合电容器技术与性质

　　混合系统结合了静电储能和感应储能方法，因此有可能实现更快于电池的充电速度。混合电容器系统的功率密度可轻易超过电池，且能量密度显着高于双层电容器。

　　由于使用感应储能方法，所以混合电容器的工作电压范围较窄，与电池相似。虽然这种电压稳定性在许多应用中是有益的，但必须注意电容器电压和电流管理，以便在长工作寿命内保持最佳性能。

　　绝不能超过最大电芯电压。因此，为了获得最长使用寿命，电源管理必须确保工作电压绝对精确地处于规定的毫伏范围之内。

　　另外还要考虑流过混合电容器的电流与感应转换过程具有部分相关性。由于这些过程需要一定时间，所以在充电和放电时必须使最大允许电流保持一段时间。

　　混合电容器的自放电显着低于双电层电容器。例如，ENYCAP 196 HVC的自放电水平低于5%/天。

　　由于感应储能过程总包括一些物质转换，所以显然必须避免过度充电。即便 ENYCAP 196 HVC在此方面具有短时耐受力，但必须考虑在长时段内，如果没有合适的控制措施，即使低充电电流也会使电容器过度充电。

　　混合电容器的循环寿命性能优于电池。例如，ENYCAP 196 HVC能够实现5万次以上循环。

　　关于恒压脉冲充电的总述

　　对于要求储能器件持续处于高荷电态的应用，例如后备系统，建议使用恒压脉冲充电法（PCM）。脉冲充电法可在相当简单的电源管理环境中实现，并确保混合储能元件在建议限值与条件范围内安全工作。

　　脉冲充电是补偿自放电并避免经常或持久过充的首选方法，能大幅改善储能系统的使用寿命。

　　脉冲充电（或称间歇充电）可利用由定时器控制的恒压源来实现。电压源需要进行准确调节，以适应储能系统的充电电压。

　　典型的工作程序包含五个步骤（见图4）：
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