Active Balancing of Super-Capacitors

В данной статье рассматривается решение одной из проблем использования суперконденсаторов, в связи с которым их применение является затруднительным в настоящее время. Как известно, из-за низкого номинального напряжения суперконденсаторов использование происходит при их последовательном соединении. При производстве суперконденсаторов имеется некоторый разброс параметров по емкости. В связи с этим возникает проблема разной скорости заряда суперконденсаторов, а именно: возникает вероятность перезаряда суперконденсатора, что может вызвать его пробой. Появляется необходимость ограничения напряжения на суперконденсаторе при заряде. Для проверки теоретических сведений проведено моделирование заряда последовательно соединенных суперконденсаторов в программной среде Multisim. В статье рассматриваются ключевые этапы разработки схемы устройства для ограничения напряжения на суперконденсаторах, которая будет являться активной балансировкой. Содержится расчет основных параметров данной балансировки. Для подтверждения работоспособности предложенной схемы проведено моделирование последовательно соединенных суперконденсаторов с использованием разработанной активной балансировки. Описаны результаты проведенных моделирований. Для наглядного представления принципа работы активной балансировки при моделировании были дополнительно выведены осциллограммы напряжений внутренних узлов схемы. В качестве доказательства важности правильного расчета параметров схемы проведено моделирование с неверно выбранными параметрами активной балансировки. Проведены описание и анализ результатов данного моделирования. В заключение раскрывается эффективность решения проблемы заряда последовательно соединенных суперконденсаторов. Раскрывается вопрос надежности и энергоэффективности использования модулей суперконденсаторов. С помощью приведенной статьи раскрывается вопрос ускорения внедрения использования суперконденсаторов в качестве накопителей энергии.