超级电容备用电源系统设计手册

📚 共计 30 章节
01
超级电容基础
什么是超级电容 · 工作原理 · 主要参数(容量/内阻/电压/漏电流) · 与电池对比
原理参数对比
02
应用场景分析
RTC备份 · RAM保持 · 智能电表掉电保护 · 工业控制器 · 医疗应急供电
RTC掉电保护医疗
03
核心器件选型
超级电容选型 · 充电IC (LTC3226/MAX17701) · 放电IC · MOSFET/二极管
选型ICMOSFET
04
充电电路设计
恒流/恒压充电 · 限流电阻 · 截止电压控制 · 充电时间计算
恒流恒压计算
05
放电电路设计
升压(Boost) · 降压(Buck) · 升降压(Buck-Boost) · 稳压控制 · 效率优化
拓扑稳压效率
06
均衡电路设计
被动/主动均衡 · 电阻均衡 · MOSFET均衡 · 控制策略
均衡被动主动
07
保护电路设计
OVP · UVP · OCP · SCP · 反接保护 · 热保护
OVPUVPSCP
08
电源管理策略
上电时序 · 掉电检测 · 备份切换 · 低功耗待机 · 状态指示
时序切换低功耗
09
PCB布局设计
大电流走线 · 热管理 · 模拟/数字分区 · 去耦电容 · 测试点
布局热管理分区
10
热设计
发热机理 · 散热方案 · 热仿真 · 高温降额 · 低温补偿
散热仿真降额
11
测试与验证
容量/内阻/漏电流测试 · 充放电效率 · 循环寿命
测试内阻寿命
12
可靠性设计
老化模型 · 寿命预估 · 冗余设计 · FMEA · 加速老化测试
FMEA冗余老化
13
EMC设计
辐射/传导发射抑制 · ESD防护 · 浪涌保护 · PCB EMC技巧
EMCESD浪涌
14
低功耗设计
静态电流优化 · 轻载效率 · 休眠模式 · 能量采集 · 功耗预算
低功耗休眠采集
15
多电容串联设计
电压均衡 · 均压电阻 · 主动均衡IC · 串联监控 · 故障容错
串联均压监控
16
多电容并联设计
电流分配 · 内阻匹配 · 热管理 · 冗余 · 充放电特性
并联匹配冗余
17
数字控制接口
I2C/SPI配置 · 状态寄存器 · 告警中断 · 固件升级
I2CSPI固件
18
模拟监控电路
电压/电流/温度检测 · 电量计(Fuel Gauge) · ADC采样
检测电量计ADC
19
系统集成案例
智能电表 · 工业PLC · 医疗监护仪 · 汽车T-Box
案例电表T-Box
20
充电器设计
USB供电 · 适配器 · 太阳能 · 无线充电 · 多源优先级
USB太阳能无线
21
电池混合系统
超级电容+锂电池/铅酸 · 功率分配 · 能量管理 · BMS
混合BMS策略
22
安全认证
UL · IEC 62368-1 · CE · FCC · 电池指令合规
ULCEFCC
23
成本优化
BOM分析 · 国产替代 · PCB成本 · 测试成本 · 全生命周期
BOM国产降本
24
生产制造
SMT工艺 · 电容焊接 · 老化筛选 · 出厂测试 · 质量追溯
SMT焊接追溯
25
故障诊断
常见故障 · FTA · 诊断电路 · 远程上报 · 维修指南
FTA诊断维修
26
软件架构
状态机 · 任务调度 · 电源管理算法 · 通信协议栈 · 看门狗
状态机调度看门狗
27
固件开发
初始化 · 充放电控制 · 故障处理 · 参数校准 · OTA升级
固件OTA校准
28
系统调试
调试工具 · 关键波形 · 效率优化 · 稳定性 · 边界条件
调试波形边界
29
行业标准
IEC 62391 · UL 810A · JIS C 5160 · GB/T 34870 · RoHS/REACH
IECULRoHS
30
未来趋势
新型电极材料 · 固态/柔性超级电容 · 智能模块 · AI辅助管理
前沿固态AI