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使用混合動力將電池和超級電容器的優勢帶到物聯網設計中

2512869 2022-11-24 | pdf | 323.27KB | 次下載 | 免費

資料介紹

從小型物聯網 (IoT) 節點、資產跟蹤和智能計量，到設備備用電源和狀態報告等大型應用，產品設計人員越來越需要獨立的可充電電源。通常，他們的選擇僅限于通常基于鋰 (Li) 離子化學的電化學電池，或通常稱為超級電容器或超級電容器的雙電層電容器 (EDLC)。問題在于，無論是單獨使用還是組合使用，每種技術都有一定的局限性，需要開發人員根據他們的設計目標來平衡每種技術的能力和局限性。從小型物聯網 (IoT) 節點、資產跟蹤和智能計量，到設備備用電源和狀態報告等大型應用，產品設計人員越來越需要獨立的可充電電源。通常，他們的選擇僅限于通常基于鋰 (Li) 離子化學的電化學電池，或通常稱為超級電容器或超級電容器的雙電層電容器 (EDLC)。問題在于，無論是單獨使用還是組合使用，每種技術都有一定的局限性，需要開發人員根據他們的設計目標來平衡每種技術的能力和局限性。這些目標，特別是低功耗物聯網和工業物聯網 (IIoT) 應用，通常包括可靠性、長使用壽命、效率、能量密度和易用性，從而簡化設計和集成過程、縮短開發時間并降低成本項目成本。雖然同時使用鋰離子和 EDLC 來實現這些目標是完全可行的，但針對這兩種方法的設計和優化可能是一項復雜的工作。綜合方法可能更合適。這些目標，特別是低功耗物聯網和工業物聯網 (IIoT) 應用，通常包括可靠性、長使用壽命、效率、能量密度和易用性，從而簡化設計和集成過程、縮短開發時間并降低成本項目成本。雖然同時使用鋰離子和 EDLC 來實現這些目標是完全可行的，但針對這兩種方法的設計和優化可能是一項復雜的工作。綜合方法可能更合適。本文討論了物聯網電源設計的要求以及電化學電池和 EDLC 背后的技術。然后介紹了一種混合儲能組件形式的替代方法，將電池和 EDLC 的特性結合在一個封裝中。本文將介紹本文討論了物聯網電源設計的要求以及電化學電池和 EDLC 背后的技術。然后介紹了一種混合儲能組件形式的替代方法，將電池和 EDLC 的特性結合在一個封裝中。本文將介紹伊頓電子事業部伊頓電子事業部的示例設備，并討論它們的特性和應用。的示例設備，并討論它們的特性和應用。物聯網系統需要低功耗、長使用壽命物聯網系統需要低功耗、長使用壽命過去幾年，可以使用相對較小的電源運行的低功耗、低占空比應用出現了巨大增長。盡管這些設備中的電路具有從毫安到安培的有源模式工作電流，但這些設備通常具有深度睡眠模式下的擴展操作，通常只需要微安。在這些設備中使用 LoRaWAN 或低功耗藍牙 (BLE) 等低功耗、低速率、低占空比無線技術也有助于最大限度地降低功耗。過去幾年，可以使用相對較小的電源運行的低功耗、低占空比應用出現了巨大增長。盡管這些設備中的電路具有從毫安到安培的有源模式工作電流，但這些設備通常具有深度睡眠模式下的擴展操作，通常只需要微安。在這些設備中使用 LoRaWAN 或低功耗藍牙 (BLE) 等低功耗、低速率、低占空比無線技術也有助于最大限度地降低功耗。對于這些工作條件，設計人員通常考慮兩種儲能技術：鋰離子電池或超級電容器的某些變體。每個都在能量容量和密度、壽命周期、端電壓、自放電、工作溫度范圍、低放電率和高放電率下的性能以及其他因素之間進行權衡。對于這些工作條件，設計人員通常考慮兩種儲能技術：鋰離子電池或超級電容器的某些變體。每個都在能量容量和密度、壽命周期、端電壓、自放電、工作溫度范圍、低放電率和高放電率下的性能以及其他因素之間進行權衡。存儲技術的主要區別存儲技術的主要區別簡而言之，無論是原電池（不可充電）還是二次電池（可充電），電池都是基于電化學原理。鋰基電池包含一個石墨陽極和一個金屬氧化物陰極，插入的電解質通常是液體，但在某些情況下也可以是固體。由于各種形式的內部退化，可充電電池的壽命通常限于幾千次充電/放電循環。簡而言之，無論是原電池（不可充電）還是二次電池（可充電），電池都是基于電化學原理。鋰基電池包含一個石墨陽極和一個金屬氧化物陰極，插入的電解質通常是液體，但在某些情況下也可以是固體。