ZHDA116 April   2026 BQ25856-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2如何延长超级电容器的使用寿命
    1. 2.1 电压的影响
    2. 2.2 电流的影响
    3. 2.3 温度的影响
  6. 3超级电容器的 ESR 和电容
    1. 3.1 估算电容器的电容和 ESR
    2. 3.2 使用 BQ25856-Q1 测量超级电容器的运行状况
    3. 3.3 估算反向模式下的电容和 ESR
  7. 4总结
  8. 5附录 - BQ25858-Q1 的 MCU 代码示例
  9. 6参考资料

使用 BQ25856-Q1 测量超级电容器的运行状况

在以下示例中,BQ25856-Q1 IC 与 MSPM0L2228 MCU 一起测量八个串联超级电容器的电容和 ESR。BQ25856-Q1 与 MCU 主机控制器可以通过以下步骤测量 ESR 和电容:

  1. 测量电容器的电压
  2. 计算总充电时间和充电电流,以确保 BQ25856-Q1 在整个充电过程中保持恒流模式
  3. 开始对电容器充电
  4. 充电开始后测量 VInitial
  5. 充电结束前测量 VEnding
  6. 停止为电容器充电
  7. 当没有充电电流时,测量 VFinal
  8. 使用 VInitial、VEnding 和两次测量之间的时间来计算电容
  9. 使用充电电流、VEnding 和 VFinal 计算 ESR。

以下测试结果是在下列条件下测试得出的:

  • VAC = 10V
  • ICHG = 1A
  • tpulse = 1s
  • COUT_nominal = 10F x 8S1P
  • RESR_nominal = 35 mΩ x 8S1P

图 3-3 中,BQ25856-Q1 需要大约三秒的时间来为电容器充电以测量电容和 ESR。如果需要,可在更短的时间内完成测量。

 示例测量波形图 3-3 示例测量波形

图 3-3 展示了一个演示测量代码实现方案的示例波形。器件开始使用在通道 4 上探测到的 ICHG 电流为电容器充电。在通道 1 上探测 IC 两端的电容器电压。每次进行 ADC 测量时,器件的 /INT 引脚都会使中断置为有效。在通道 2 上监控 /INT 引脚,以演示代码时序。通道 2 上的第一个脉冲显示了用于确定 VInitial 的第一个 ADC 测量值。在此之后,计时器开始计时,充电会持续 1 秒。通道 2 上的第二个脉冲显示了用于确定 VEnding 的第二个 ADC 测量值。在 ADC 测量之后会立即禁用充电,并且还有另一个等待期来使电容器电压稳定。通道 2 上的第三个脉冲显示了用于确定 VEnding 的最后一个 ADC 测量值。使用 方程式 5方程式 4,可以通过 BQ25856-Q1 的 ADC 测量值、BQ25856-Q1 设置的已知充电电流以及 MCU 计时器的已知充电时间来确定 ESR 和电容。

表 3-1 ADC 电压测量
ADC 读取值 电压 (V)
初始电压 2.586
峰值电压 4.000
最终电压 2.454
表 3-2 超级电容器参数计算
参数 结果
八个电容器串联在一起 0.71F
八个串联电容器的 ESR 1.55Ω
每个电容器的平均电容 5.68F
每个电容器的平均 ESR 194mΩ

测量完成后,整个充电周期可以恢复,直到电容器充电并准备好提供备用电源。可以跟踪计算出的电容和 ESR 随时间的变化,以确定电容器何时达到使用寿命。在此测试中,电容器是旧的且磨损的,并且已经达到使用寿命,因为 ESR 远大于标称值,并且电容已降至原始值的 70%。当计算得出的电容降至标称值的 80%以下或 ESR 超过标称值的 200% 时,表明电容器已达到 EOL。