Modules supercondensateurssont souvent confrontés au problème de déséquilibre de tension entre les cellules.Le module dit de supercondensateur est un module qui contient plusieurs supercondensateurs ;parce que les paramètres du supercondensateur sont difficiles à être complètement cohérents, le déséquilibre de tension est susceptible de se produire et certains supercondensateurs peuvent subir une surtension, ce qui affecte gravement les caractéristiques de sortie et la durée de vie du supercondensateur, et conduit même à une défaillance.
Dans le processus d'application du supercondensateur, un équilibrage de tension est nécessaire.La technologie d'équilibrage de tension existante est principalement divisée en deux catégories : l'équilibrage passif et l'équilibrage actif.
Équilibrage passif
L'équilibrage passif consiste à utiliser des résistances et des interrupteurs semi-conducteurs ou des diodes pour équilibrer la tension, et à jouer le rôle de protection contre les surtensions en consommant l'énergie excédentaire du supercondensateur haute tension.Les plus courants incluent l'équilibrage de résistance parallèle, l'équilibrage de résistance de commutation et l'équilibrage de tube de régulateur de tension.
Ici, nous parlons principalement de l'équilibrage de tension de résistance parallèle le plus simple (les caractéristiques dynamiques ne sont pas très bonnes):
Req est une résistance d'équilibrage, qui est directement connectée en parallèle avec la cellule du supercondensateur.Pendant le processus de charge du module, la cellule se décharge également via Req, et la cellule à haute tension se décharge rapidement, jouant ainsi le rôle de protection d'équilibrage.Ici, selon les différentes méthodes de charge (charge à tension constante et charge à courant constant, qui peuvent toutes deux être utilisées de manière exhaustive dans des applications pratiques), il existe également des différences dans les critères de sélection de Req.
Charge à tension constante
En supposant que la tension de charge est U, puisque la tension du module de supercondensateur à l'état stable est essentiellement distribuée selon l'EPR (circuit environ ouvert après que C est complètement chargé, et l'ESR est très faible), après avoir ajouté Req, il peut être en fait compris comme remplaçant EPR par Req, donc Req doit choisir des résistances avec une résistance égale et plus petite que EPR, de sorte que la connexion parallèle puisse jouer un rôle de premier plan (généralement 0,01 ~ 0,1EPR).La tension du supercondensateur en régime établi est ReqU/(nReq).
Charge à courant constant
En supposant que le courant de charge est I, chaque cellule de supercondensateur et Req forment une boucle séparée.Lorsque la tension de la cellule de condensateur augmente, le courant traversant la cellule de condensateur chute et le courant traversant Req augmente.Lorsque le condensateur est complètement chargé, le courant du condensateur est de 0 et la tension de cellule du condensateur est ReqI, c'est-à-dire que lorsque les tensions de cellule de tous les condensateurs en série atteignent ReqI, l'équilibrage est terminé.Par conséquent, la valeur de la résistance d'équilibrage est Req=U(rated)/I.
Équilibrage actif
L'équilibrage actif consiste à transférer l'énergie de la cellule à tension plus élevée ou du module entier vers d'autres cellules jusqu'à ce que la tension de toutes les cellules soit équilibrée.Généralement, la perte est relativement faible, mais la conception sera plus compliquée.Les plus courants sont l'équilibrage du convertisseur DC/DC, les puces spéciales de gestion des super condensateurs, etc.
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Heure de publication : 17 août 2022