슈퍼커패시터 모듈종종 셀 간의 전압 불균형 문제에 직면합니다.소위 슈퍼커패시터 모듈은 여러 슈퍼커패시터를 포함하는 모듈입니다.슈퍼커패시터의 매개변수는 완전히 일치하기 어렵기 때문에 전압 불균형이 발생하기 쉽고 일부 슈퍼커패시터는 과전압이 발생할 수 있으며 이는 슈퍼커패시터의 출력 특성과 수명에 심각한 영향을 미치고 심지어 고장까지 이르게 합니다.
슈퍼커패시터를 적용하는 과정에서 전압 밸런싱이 필요하다.기존의 전압 밸런싱 기술은 크게 패시브 밸런싱과 능동 밸런싱의 두 가지 범주로 나뉩니다.
패시브 밸런싱
패시브 밸런싱은 저항과 반도체 스위치 또는 다이오드를 사용하여 전압을 밸런싱하고 고전압 슈퍼커패시터의 잉여 에너지를 소모하여 과전압 보호 역할을 하는 것입니다.일반적인 것들은 병렬 저항 밸런싱, 스위치 저항 밸런싱 및 전압 조정기 튜브 밸런싱을 포함합니다.
여기서 우리는 주로 가장 단순한 병렬 저항 전압 밸런싱에 대해 이야기합니다(동적 특성이 좋지 않음).
Req는 밸런싱 저항으로 슈퍼커패시터 셀과 병렬로 직접 연결된다.모듈의 충전 과정에서 셀도 Req를 통해 방전되고 고전압 셀은 빠르게 방전되어 밸런싱 보호 역할을 합니다.여기에서 충전 방식(정전압 충전과 정전류 충전, 둘 다 실용상 종합적으로 사용 가능)에 따라 Req.의 선정 기준에도 차이가 있다.
정전압 충전
충전 전압을 U라고 가정하면, 정상 상태의 슈퍼커패시터 모듈의 전압은 기본적으로 EPR(C가 만충전된 후 거의 개방 회로이고 ESR이 매우 작음)에 따라 분포되기 때문에 Req를 추가한 후 실제로는 EPR을 Req로 대체하는 것으로 이해되므로 Req는 EPR보다 저항이 같고 저항이 작은 저항을 선택해야 병렬 연결이 주도적인 역할을 할 수 있습니다(일반적으로 0.01~0.1EPR).정상 상태에서 슈퍼커패시터의 전압은 ReqU/(nReq)이다.
정전류 충전
충전 전류가 I라고 가정하면 각 슈퍼커패시터 셀과 Req는 별도의 루프를 형성합니다.커패시터 셀의 전압이 상승하면 커패시터 셀에 흐르는 전류는 떨어지고 Req에 흐르는 전류는 증가한다.커패시터가 완전히 충전되면 커패시터의 전류는 0이고 커패시터의 셀 전압은 ReqI, 즉 모든 직렬 커패시터의 셀 전압이 ReqI에 도달하면 밸런싱이 완료됩니다.따라서 밸런싱 저항의 값은 Req=U(rated)/I입니다.
액티브 밸런싱
능동 밸런싱은 모든 셀의 전압이 밸런싱 될 때까지 더 높은 전압 셀 또는 전체 모듈의 에너지를 다른 셀로 전달하는 것입니다.일반적으로 손실은 상대적으로 낮지만 설계가 더 복잡해집니다.일반적인 것은 DC/DC 컨버터 밸런싱, 특수 슈퍼 커패시터 관리 칩 등입니다.
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게시 시간: 2022년 8월 17일