【应用】DKA超级电容作为板级后备储能的应用与设计，为监测设备提供可靠后备电源方案

时间： 2019-08-15 来源：Nippon Chemi-Con

技术问答

现在很多监测设备应用在偏僻的区域，日常无人维护管理，除了维护外很难发现设备因失电后无法工作，本设计为一种设备内部后备电源方案，在交流电源消失后，及时通过通信方式给通知相关管理人员，及时安排现场处理。下图1为设计原理图。

图1 原理图

设计目的：

1、把一些重要数据或过程数据及时存储，避免设备停止工作后数据丢失；

2、通知运维人员，交流电源失电，及时安排人员现场处理；

本设计方案，不考虑设备加电工作后，设备工作几十秒后的失电问题，采用220VAC继电器作为检测是否为正常；电源模块为普通的AC/DC电源，功率为11W，输出4.8VDC；二极管D1~D3为导通压降低的肖特基二极管（笔者采用SB120）；电阻R1为10Ω/2W两只并联，降低每只的功率；电源芯片T2为笔者设计为低压差LDO，型号为BL8602，也可以根据自己需要设计为DC-DC芯片;超级电容C1、C2，为了避免电容自身内阻的偏差，故在电容两端并联电阻，阻值理论上越小越好，但是实际应用过程种，需要考虑到电阻自身放电，还需要设计大一点，笔者设计为10k；

超级电容C1、C2采用黑金刚DKA系列，型号：DDKA2R5ELL500KM50S电气参数表如下图2所示：

图2 DDKA2R5ELL500KM50S电气参数

黑金刚DKA系列DDKA2R5ELL500KM50S订货信息如下：

T2为低压差LDOBL8602，为上海贝岭股份有限公司CMOS型低压差线性稳压器，低功耗典型值为3uA，最大输出电流：250mA，低电压降211mV@100mA，418mV@200mA（Vout=3.3V）,输入电压范围：2.5V~16V，输出电压范围：1.2V~5.0V（0.1V步进），笔者选择输出为3.3V。

笔者设计的电路应用在监控终端上，一旦检测到POW_CHECK电平由低变为高电平，认为交流电源失去，终端检测需要保存中间计算记录数据，通过终端内部集成的GPRS模块，给监控系统发送一条终端已经停电的事件记录，笔者按照上述的设计经过测试，设备充电5分钟后，断开交流电源，50F单体电容上充电电压不足2.2V，两只为4.36V，可以带后续电路工作1.5分钟，同时发送监控系统一次事件记录。

电路设计的几个关键点：

1、电源模块T1的功率，决定后续选择的限流电阻R1大小，二极管D1~D3，也决定了电容充电时间；

2、根据后续电路板功率大小选择合适数量的电容，采用串并联方式，提升待机时间；

3、T2根据需要可以选择DC-DC芯片，代替笔者的LDO，效率更好；

增加了：

T2为低压差LDO BL8602，为上海贝岭股份有限公司CMOS型低压差线性稳压器，低功耗典型值为3uA，最大输出电流：250mA，低电压降211mV@100mA，418mV@200mA（Vout=3.3V）,输入电压范围：2.5V~16V，输出电压范围：1.2V~5.0V（0.1V步进），笔者选择输出为3.3V。

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产品型号	品类	系列	直径(mm)	长度(mm)	引脚类型	电压(V)	容值(uF)	电容容差	最小工作温度(℃)	最大工作温度(℃)	MOQ/SPQ(pcs)
EGVD250ELL622MM30H	高温品引线型铝电解电容器	GVD Series	18mm	30mm	Radial lead	25V	6200uF	±20%(M)	-40℃	135℃	200

选型表 - Nippon Chemi-Con 立即选型

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描述- 超级电容器（Electric Double Layer Capacitor）和一般的二次电池比较，可以承受大电流的充放电，是充放电周期寿命优良的蓄电器件。近年，能源问题（石油减少·消费电力减少·CO2减少·新能源的有效利用）受到了重视，作为新的用途而搭载超级电容器的探讨研究正在进行之中。此外，伴随着移动手段的电动化，混合动力汽车和燃料电池车中，以能源的有效利用为目的的超级电容器搭载的研讨也在加速进行。日本贵弥功在积极的推进以节能·低环境负荷为目的的商品化，其中，超级电容器就是环境保护型的代表性产品。日本贵弥功可提供从数十F～数千F容量范围的产品，来满足客户广泛的需求。

型号- DDXE2R5LGL401KB65S,DLCAP™DKG,DDXE2R5LGN801KBA5S,DLCAP™DXE系列,DLCAP™DKA,DDXE2R5LGN401KB65S,DLCAP™DXG系列,DDXE2R5LGN142KBF0S,DLCAP™DXF系列,DLCAP™DXG,DLCAP™DXF,DLCAP™DXE,DLCAP™DKG系列,DDKA2R5ELL500KM50T,DDKG□□□E□□□□□K□□□□,DXF系列,DDXE□□□LG□□□□K□□□□,DXG系列,DDXF2R8LGM3B2EDH2S,DXE系列,DKA,DDKA2R5ELL500KM50S,MDKA2R5T500PN1111A,DDXF□□□L□M□□□E□□□□,DKG,DKA系列,DDXG2R5LGN911EBF0S,DDKG2R7ELL500KM40T,DLCAP™DKA系列,DDXG2R5LGN301EB65S,DKG系列,DDXG□□□LGN□□□E□□□□,DXE,DXG,DXF,DDXE2R5LGN122KBF0S,MDXE7R5S131PB3111B,DDXG2R5LGN591EBA5S,DDXE2R5LGL142KBF0S,DDKA□□□E□□□□□K□□□□,MDKA150S8R3PE6111A,MDXE7R5S461PB3111B

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型号- DDXE2R5LGL401KB65S,DXG SERIES,DXE SERIES,DDXE2R5LGN801KBA5S,DXF SERIES,DDXE2R5LGN401KB65S,DDXE2R5LGN142KBF0S,DDXF2R8LHM3B2EDH2V,DDKA2R5ELL500KM50T,DDKG□□□E□□□□□K□□□□,DDXE□□□LG□□□□K□□□□,DKA,DDKA2R5ELL210MM26T,DDKA2R5ELL500KM50S,DDKA2R5ELL210MM26S,DDXF□□□L□M□□□E□□□□,MDKA2R5T500PN1111A,DKG,DDXG2R5LGN911EBF0S,DDKG2R7ELL500KM40T,DDXG2R5LGN301EB65S,DDXG□□□LGN□□□E□□□□,DXE,DXG,DXF,DDXE2R5LGN122KBF0S,MDXE7R5S131PB3111B,DDXG2R5LGN591EBA5S,DDXE2R5LGL142KBF0S,DKA SERIES,DKG SERIES,DDKA□□□E□□□□□K□□□□,MDXE7R5S461PB3111B,MDKA150S8R3PE6111A

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