0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

对于延长储能系统的寿命,PassThru技术的优势是......

analog_devices 来源:未知 2023-07-21 18:15 次阅读

PassThru模式是一种控制器工作模式,能够让电源直接连接到负载。PassThru模式用于降压-升压或升压转换器中,以提高效率和电磁兼容性。本文介绍了采用PassThru技术的控制器相比其他控制器的优势,以及PassThru模式如何延长储能系统的使用寿命,特别是超级电容的总运行时间。

延长电池的使用寿命,意味着储能系统性能更强、运行时间更长、成本更低。通常有三种方法可以延长电池寿命:改进电池技术,设计更优良的器件,以及提供创新的能源管理系统。改进电池技术包括:为特定应用选择合适的电池,以及设计适当的电池管理系统来控制充电、调节温度并充分降低功耗。设计更优良的器件需要考虑高效的硬件元件和稳健的固件,这两者对于更好地兼顾功能和寿命指标都是必不可少的。为了以智能方式实现能耗优化,可以利用最新电源管理系统,这些系统采用基于AI算法、新型拓扑结构和高效的转换器控制方法,例如PassThru模式和省电模式。

了解超级电容

将超级电容等储能器件与电池一起使用,可以使多种不同的应用场景受益。超级电容的优势包括:支持短时突发功率的快速充电和放电,更长的使用寿命,以及更高的整体系统效率。例如,超级电容非常适合快速储存能量和提供备用电源。超级电容可以承受极端温度环境条件。与电池配合使用时(例如在电动汽车中),超级电容有助于提高性能并延长电池寿命。此外,超级电容对环境更友好

d4bc6426-27ae-11ee-962d-dac502259ad0.png

图1.24 V超级电容和锂聚合物电池在0.5 A负载下的典型放电特性比较。

图1显示了超级电容与电池的不同之处。在相同额定电压下,6芯0.1Ah锂聚合物电池表现出电压源的特性,在整个运行期间能提供更稳定的电压。相比之下,当电流从2F超级电容流向负载时,电压线性下降。超级电容的这种线性放电特性需要更高效的系统来转换其能量。在这种场景下更适合使用降压-升压转换器功能,因为无论输入电压是低于还是高于设定好的输出电压,该转换器都能适当地调节并维持输出电压稳定。

什么是PassThru模式?

PassThru技术是宽输入供电器件的基本特性。与采用传统控制方式(标准降压-升压控制器)的系统相比,它可以提高效率并延长储能系统的使用寿命。直通(Passthrough)是指在预定义的电压窗口,输入直接传递到输出,好像发生了短路一样。PassThru技术充当电源(例如超级电容)与负载之间的网络,确保电压在指定的可接受范围内调节。它提供从电源到负载的直通路径,以确保器件尽可能高效地运行。PassThru模式是确保超级电容供电的器件实现优化效率的重要手段,因为它能减少超级电容的加载/卸载循环,并改善器件的EMI和整体性能。

PassThru模式如何延长储能系统寿命

四开关降压-升压转换器中的直通模式根据指定的窗口设置,提供从电源到输出负载的直通路径,如图2所示。输入直接传递到输出。这样可消除开关损耗,从而提高指定PassThru窗口的效率,并且它还提高了电磁兼容性,因为在PassThru模式下不会出现开关频率。降压-升压转换器中的直通模式可提供灵活性,因为它允许设置与升压输出电压不同的降压输出电压。这与只提供一个标称输出电压的典型降压-升压IC相反。当输入电压表现异常时,此特性还能保护负载。PassThru技术是 LT8210的一种工作模式,该器件是市场上唯一具有此功能的降压-升压控制器IC。

d4e2e2ea-27ae-11ee-962d-dac502259ad0.png

图2.具有PassThru模式的降压-升压转换器电路图。

欲了解LT8210的PassThru工作模式,可以参阅其数据手册或演示板的效率曲线。图3显示了DC2814A-A演示板在4 V至24 V输入电压和10%至80%负载下的效率曲线。该演示板采用LT8210,输入电压范围为4 V至40 V,满载电流为3 A,输出电压为8 V至16 V。相对于降压-升压操作,在PassThru模式下工作会使较高负载下的效率提升多达5%,较轻负载(例如10%电流负载)下的效率提升多达17%。因此,在轻负载运行条件下,PassThru模式实现了显著的性能改进。

值得注意的是,虽然LT8210的直通模式允许设置与降压输出电压不同的升压输出电压,但当输入电压在输出电压设置值附近时,仍会出现降压-升压区域。LT8210中出现该降压-升压区域的原因在于,相对于一个电感电流调节的降压和升压控制区域存在交集。

d50dcb36-27ae-11ee-962d-dac502259ad0.png

图3.DC2814A-A效率曲线。

为了解PassThru模式的应用效果,我们来看图4中的系统。四开关降压-升压转换器用作负载点转换器的前置稳压器,负载点转换器也用作电机驱动器。虽然电源是24 V超级电容,但直流电机需要9 V输入电压和0.3 A输入电流。降压-升压转换器将采用PassThru模式,或采用传统四开关降压-升压控制器在连续导通模式(CCM)下运行。请注意,传统降压-升压控制没有PassThru模式。它只有降压、升压和降压-升压操作,如图3所示。

使用PassThru模式的系统将其升压输出电压设置为12 V,降压输出电压设置为27 V。这样,超级电容的启动电压就可以在通带限值以内5。因此,从24 V到12 V超级电容电压,系统将经历PassThru模式。在此期间,效率达到99.9%。请注意,转换器将经历降压-升压模式,导致效率骤降,然后进入升压模式。另一方面,在传统降压-升压控制方式下运行的系统则设置为以16 V的恒定输出电压运行。这样做是为了将输出电压设置在通带限值设置的中点附近。

d5345abc-27ae-11ee-962d-dac502259ad0.png

图4.超级电容供电的电机框图。

d549d5ae-27ae-11ee-962d-dac502259ad0.png

图5.支持PassThru模式的系统与传统CCM模式下运行的降压-升压转换器的效率比较。

图5显示了两个降压-升压转换器的效率比较,电压从4 V到24 V,功率为2.7 W。与传统控制方式的系统相比,PassThru模式使效率提升了22%至27%。为了进一步验证两个系统的差异,利用ITECH IT6010C-80-300的电池仿真器功能对其进行了测试。使用以下设置来仿真超级电容响应,运行时间至少120秒:起始电压为24 V,结束电压为0 V,电荷为0.005 Ah,内阻为0.01 mΩ。图6显示了两个系统的波形。通道1指示电池仿真器电压,通道2指示电机电压,通道3指示电机电流。PassThru模式控制的系统运行了224秒,而传统控制方式的系统仅运行了150秒。因此,我们观察到采用PassThru模式的系统运行时间增加了49%。

d57ce232-27ae-11ee-962d-dac502259ad0.png

图6.超级电容供电电机的总运行时间。

结论

PassThru技术是超级电容供电的器件实现优化性能的重要手段。与传统(CCM模式下降压-升压)控制方式的系统相比,采用具有PassThru模式的LT8210同步降压-升压控制器可以大大优化超级电容供电器件的效率。在本文的示例中,PassThru模式使效率提高了27%,并增加了整个系统的总运行时间,从而将储能系统的运行时间延长了49%。


声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 亚德诺
    +关注

    关注

    6

    文章

    4680

    浏览量

    16099

原文标题:对于延长储能系统的寿命,PassThru技术的优势是......

文章出处:【微信号:analog_devices,微信公众号:analog_devices】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    天合交付日本首个高压独立电站项目

    近日,天合能成功交付日本国内首个高压独立电站项目,为日本市场树立了能行业的新标杆。该项目采用天合
    的头像 发表于 02-18 17:27 357次阅读

    逆变器自动测试系统技术原理和应用

    逆变器自动测试系统技术原理和应用涉及多个方面,以下是对其的详细阐述:技术原理
    发表于 12-16 15:07

    系统热管理 | 耐高温导热绝缘氮化硼垫片

    什么是系统热管理?系统热管理是确保
    的头像 发表于 12-15 19:30 305次阅读
    <b class='flag-5'>储</b><b class='flag-5'>能</b><b class='flag-5'>系统</b>热管理 | 耐高温导热绝缘氮化硼垫片

    系统优势与应用 技术在可再生能源中的应用

    一、系统优势 提高能源利用效率 系统能够存
    的头像 发表于 11-24 10:33 1933次阅读

    PCS的最新技术趋势

    能变流器(PCS)作为电芯和电网连接的核心关键部件,其技术趋势对于系统的发展具有重要意义。
    的头像 发表于 10-30 11:06 1231次阅读

    飞轮是一种很有前途的技术,与其他技术相比具有多项优势

    技术
    深圳崧皓电子
    发布于 :2024年09月24日 07:32:12

    飞轮能与其他技术

    飞轮是一种很有前途的技术,与其他
    的头像 发表于 09-03 07:29 703次阅读
    飞轮<b class='flag-5'>储</b>能与其他<b class='flag-5'>储</b><b class='flag-5'>能</b><b class='flag-5'>技术</b>

    正方科技户外电源的优势和应用

    随着户外活动的兴起,人们对于户外用电的需求日益增长。郑州正方科技,作为新能源技术的领军者,其推出的户外
    的头像 发表于 08-15 11:05 617次阅读

    组串式技术优势凸显,领全优领跑

    宇能将持续聚焦于组串式技术的创新与发展,力促能行业迈向更高的技术巅峰与更广阔的发展空间
    的头像 发表于 08-13 15:31 839次阅读
    组串式<b class='flag-5'>储</b><b class='flag-5'>能</b><b class='flag-5'>技术优势</b>凸显,领<b class='flag-5'>储</b>宇<b class='flag-5'>能</b>全优领跑

    设备中的大脑——MCU

    。这对于延长电池寿命、提升用户体验以及实现能源的高效利用都是非常重要的。并且随着锂电池的需求放量,MCU作为BMS
    的头像 发表于 05-24 00:15 4868次阅读
    <b class='flag-5'>储</b><b class='flag-5'>能</b>设备中的大脑——MCU

    移动和便携的区别

    随着可再生能源技术的不断进步和能源需求的日益增长,技术作为能源系统的重要组成部分,其重要性日益凸显。在
    的头像 发表于 05-20 15:37 963次阅读

    BMS的关键技术是什么

    组成部分,其关键技术对于提高系统的安全性、经济性和可靠性具有重要意义。本文将深入探讨
    的头像 发表于 05-17 15:28 1021次阅读

    光伏发电系统中的技术有哪些?

    光伏发电系统是一种利用太阳能将光能转换为电能的系统。由于太阳的不稳定性,技术在光伏发电
    的头像 发表于 04-29 14:26 1381次阅读

    飞轮系统的构成及原理

    飞轮本体是飞轮系统中的核心部件,作用是力求提高转子的极限角速度,减轻转子重量,最大限度地增加飞轮
    的头像 发表于 04-28 16:43 2023次阅读
    飞轮<b class='flag-5'>储</b><b class='flag-5'>能</b><b class='flag-5'>系统</b>的构成及原理

    电池管理系统(BMS)在中的作用

    电池管理系统(BMS)在系统中扮演着至关重要的角色。它不仅确保电池组的安全运行,还提升电池的使用效率,延长电池的使用
    的头像 发表于 04-23 16:24 1654次阅读