高能效比電容供電電路實(shí)現(xiàn)

從設(shè)計(jì)角度看，超級(jí)電容和電池的根本區(qū)別在于電容器在充/放電周期發(fā)生的顯著電壓變化。充電時(shí)，理論上，電容器的電壓從零上升到其最高額定電壓，而電池的端電壓在其工作周期中變化很小。超級(jí)電容是電子電容器的一個(gè)子集。可通過下式得出能從超級(jí)電容放電周期中(放電周期是指電容器的端電壓從其最大值VMAX變?yōu)樽畹凸ぷ麟妷篤MIN的過程)獲得的有效能量EEFF：

　　EEFF = 1/2 × C × ( V2MAX – V2MIN) (1)

　　相應(yīng)地，有效能量比(EER)可定義為：

　　EEFF/ EMAX = 1–(VMIN/VMAX)2 (2)

　　其中EMAX代表電容器存儲(chǔ)的總能量。等式2明確表明，隨著我們通過減少電容器內(nèi)的駐留電能，而降低了被供電電路的最低工作電壓VMIN，有效能效比可獲得極大地提升。對(duì)任何以電容供電的電路來說，能效比都是一個(gè)非常重要的設(shè)計(jì)考慮。

　　當(dāng)電路內(nèi)電子器件的最低工作電壓VMIN從3.6V降為1V時(shí)，能效比從48%提高到96%。因此，對(duì)于電容供電電路的設(shè)計(jì)來說，“擠壓器件的工作電壓”是首先要考慮的問題。

　　使用超低功率DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器(如參考文獻(xiàn)2所述的無電感型轉(zhuǎn)換器，其工作電壓可低至0.7 V)可實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，但它可能會(huì)增加設(shè)計(jì)成本和功耗。另一種選擇是使用針對(duì)超低電壓器件工作而研制的專用設(shè)計(jì)技術(shù)。

　　參考文獻(xiàn)3介紹的就是這樣一種低壓電路設(shè)計(jì)的好例子。建議采用的微功率、超低電壓、全頻、無二極管整流器就非常適合電容供電的電路(圖2)。

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