超級電容測試之超級電容在智能電表上的應(yīng)用
目前,國內(nèi)電度表功能日益智能化,在這個網(wǎng)絡(luò)信息高速發(fā)展的時代,以前上門查電收費的方式在一步一步被網(wǎng)絡(luò)查看用電信息,銀行交費的方式所取代,因此長期數(shù)據(jù)保存及顯示功能是*的,現(xiàn)在大部分電表中采用的是各種電池來給時鐘芯片和斷電保護(hù)提供電源,通過對超級電容器特性的研究使用超級電容器*可以實現(xiàn)該功能,并且比使用電池更有優(yōu)勢。
超級電容與電池進(jìn)行比較,有如下一些明顯特性:
1、超低串聯(lián)等效電阻(ESR),功率密度(Power Density)是鋰離子電池的數(shù)十倍以上,適合大電流放電。
2、超長壽命,充放電大于50萬次,是鋰離子電池的500倍,是鎳氫和鎳鎘電池的1000倍,如果對超級電容每天充放電20次,連續(xù)使用可達(dá)68年。
3、可以大電流充電,充放電時間短,對充電電路要求簡單,無記憶效應(yīng),超級電容器充電是雙電層充放電的物理過程或是電極物質(zhì)表面的快速、可逆的化學(xué)過程,可采用大電流充電,能在幾十秒到數(shù)分鐘內(nèi)完成充電過程,是真正意義上的快速充電。而蓄電池則需要數(shù)小時完成充電,采用快速充電也需要幾十分鐘。
4、溫度范圍寬-40~+70℃。
5、體積小,外形緊湊,便于安裝,節(jié)省空間,免維護(hù),可密封。
6、可以在*放電狀態(tài)下存儲,而過度放電對許多充電電池都是有害的;
7、使用安全、方便、綠色環(huán)保對環(huán)境無害。
一、在智能水表中的應(yīng)用(組合5.0V/0.47F或5.5V/1F)
傳統(tǒng)的智能水表,在控制水閥開啟和關(guān)斷時,普遍采用的方法是內(nèi)裝鋰電池。鋰電池的優(yōu)點在于重量輕、能量大、自放電率低等。雖然如此,由于智能水表都沒有設(shè)計再充電電路,鋰電池使用到一定時間后,將無法為控制電路提供能量,不得不更換電池。上門為用戶更換電池或水表,這對于水表生產(chǎn)廠家和自來水公司來說都是一件繁瑣的事。更危險的是,電池電量不足的情況出現(xiàn)是隨機(jī)的,如果不和及時的監(jiān)測電池電量,將無法可靠的關(guān)斷水閥,造成無法計費、逃水現(xiàn)象等情況出現(xiàn)。這是內(nèi)部安裝了鋰電池的智能水表的致命缺點,直接影響到它的推廣和使用。為了解決這一制約智能水表發(fā)展的瓶頸問題,可以用超級電容代替鋰電池應(yīng)用于智能水表。超級電容是一種無源器件,介于電池與普通電容之間,具有電容的大電流快速充放電特性,同時也有電池的儲能特性,并且重復(fù)使用壽命長,放電時利用移動導(dǎo)體間的電子(而不依靠化學(xué)反應(yīng))釋放電流,從而為設(shè)備提供電源。這種方案是用超級電容替換鋰電池,封裝在水表中,同時外接干電池供電。平時干電池提供水表電路所需能量和對超級電容充電,在需要開啟水閥時,先檢測超級電容是否存儲足夠能量,如果沒有存儲足夠能量,將不開啟水閥,當(dāng)檢測它存儲足夠能量時,由外接干電池提供能量將水閥開啟;在需要關(guān)斷水閥時,如果外接電池不能提供能量將水閥關(guān)斷,那么超級電容將在此刻提供能量來關(guān)斷水閥。如同一個儲水箱,平時將水存儲起來,在停水時提供必要的水。