如何用超級(jí)電容器為智能電表備用電源儲(chǔ)能？

備用電源對電子式電表斷電時(shí)保持運(yùn)行至關(guān)重要，此設(shè)計(jì)采用超級(jí)電容器作為儲(chǔ)能元件，可在主電源與備用操作之間無縫轉(zhuǎn)換，用于電源中斷期間自動(dòng)為電表提供備用電壓。

智能電表備用電源樣

采用超級(jí)電容器的電表備用電源原理圖

超級(jí)電容器的電容和電壓決定可用的備用電能。此設(shè)計(jì)可以持續(xù)70秒左右提供3.9V(200mA)穩(wěn)定備用輸出電壓，直到輸出電壓下降。

由于超級(jí)電容器充電的電壓在2.7V和3V之間，因此，對于大多數(shù)應(yīng)用來說有必要串聯(lián)連接幾個(gè)超級(jí)電容器。因此，必須平衡超級(jí)電容器；否則一個(gè)單元可能比另一個(gè)單元更多地充電，導(dǎo)致不相等的電容器老化，降低電容器組為應(yīng)用提供所需能量的能力。

平衡超級(jí)電容器采用的方法包括：使用電阻器串的無源平衡，使用開關(guān)電阻器，使用齊納二極管和有源平衡。前三種方法會(huì)導(dǎo)致電阻器中的功率損耗，第四種方法是最有效的，但也是最貴的。

當(dāng)超級(jí)電容器用于備用電源應(yīng)用時(shí)，必須監(jiān)控其電容和ESR，以確保能夠提供應(yīng)用所需的能量。