Как продлить срок службы умного счетчика с суперконденсатором WEC от VINATech

8 октября

системы безопасностиучёт ресурсовинтернет вещейVINATechстатьяинтегральные микросхемыпассивные ЭК и электромеханикаwirelessNB IoTWECEDLCионисторысуперконденсаторыLoRa ZigBeeсчетчикиSmart E-meter

Жинь Жи, Эндрю Ду, Адам Грула (Texas Instruments)

При организации многолетнего бесперебойного электропитания интеллектуального электросчетчика важно контролировать ток разряда и снизить общую стоимость изделия. Разработчикам поможет решение на базе литий-тионилхлоридного аккумулятора, микросхемы TPS61094 производства Texas Instruments и суперконденсатора WEC производства VINATech.

Умные счетчики, включая счетчики газа и воды, должны фиксировать информацию о потреблении ресурса и затем передавать ее в центр обработки данных или конечному потребителю. Любой умный счетчик получает энергию от первичного источника питания, будь то батарейка или аккумулятор. При этом время работы счетчика должно составлять от 10 до 20 лет. Большую часть времени прибор работает под небольшой нагрузкой (~ 20 мкА), но при передаче данных токовая нагрузка существенно возрастает (~ 250 мА) и носит импульсный характер.

Основной проблемой интеллектуальных счетчиков является высокое энергопотребление во время передачи данных и в то же время необходимость обеспечения длительного срока службы. Некоторые производители счетчиков выбирают для их питания литий-тионилхлоридный (LiSOCl2) аккумулятор. В данном случае критерием выбора является низкий ток утечки, высокая плотность мощности, а значит – длительный срок службы. Но аккумуляторы этого типа не могут выдавать большой импульсный ток. Традиционным решением является использование литий-тионилхлоридного аккумулятора в паре с гибридным литиевым элементом питания (HLC) для обеспечения высоких значений импульсного тока. Но гибридный элемент не может контролировать ток разряда аккумулятора и, следовательно, не может обеспечить работу батареи на максимуме. А из-за низкой производительности гибридного элемента питания при более низких температурах производители должны выбирать элемент большего размера и, как следствие, более дорогой (например, HLC1550).

В статье представлено конкурентоспособное по цене решение, которое обеспечит длительный срок службы счетчиков. Оно основано на микросхеме TPS61094 производства Texas Instruments. TPS61094 – это устройство со сверхнизким током утечки (60 нА) с функцией управления суперконденсатором. Это может помочь производителям интеллектуальных счетчиков заменить гибридную литиевую батарею на суперконденсатор (EDLC), чтобы снизить стоимость, а также контролировать ток разряда аккумулятора для обеспечения максимальной емкости всей батареи. Решение на TPS61094 позволяет увеличить время работы на 2% и снизить стоимость на 60%.

Введение в устройство умных счетчиков.

Умные счетчики, включая счетчики газа и воды, должны записывать информацию о потреблении газа или воды, а затем связываться с центром обработки данных. Для беспроводной связи обычно используются  протоколы NB-IoT, LoRa и ZigBee.

Возьмем, к примеру, NB-IoT. Типичный диапазон входного напряжения модуля NB-IoT (например, модуля ZTE ZM8300G) составляет от 3 до 4,2 В (при стандартном напряжении 3,6 В) [1]. Потребление тока проиллюстрировано на рисунке 1. Обычно пиковый ток составляет около 250 мА.

Рис. 1. Ток потребления модуля NB-IoT

Рис. 1. Ток потребления модуля NB-IoT

Большинство интеллектуальных счетчиков питаются от литий-оксид марганцевых (LiMnO2) или литий-тионилхлоридных (LiSOCl2) батарей и должны служить до 10 или 20 лет. Поскольку напряжение батареи на основе литий-тионилхлоридных источников питания (около 3,6 В) выше, чем у батареи на основе литий-оксида марганца (2…3 В), то литий-тионилхлоридной батарее легче поддерживать напряжение 3 В на электромагнитном клапане, а потому она является более популярным выбором для применения в интеллектуальных счетчиках газа или воды. Слабое место батареи на основе литий-тионилхлорида – ограниченная способность поддерживать максимальное значение и длительность импульсов тока. В качестве примера возьмем батарею емкостью 8,5 А⋅ч (Tadiran TL-4920 (ER26500)). Максимальный ток, который она может выдать, составляет 75 мА в течении максимум 1 сек., то есть импульсная способность составляет 200 мА. Обычным решением для поддержания высокого импульсного тока, необходимого для передачи данных, является параллельное соединение гибридного литиевого накопителя энергии или супер конденсатора с литий-тионилхлоридной батареей.

Еще одна особенность батареи на основе литий-тионилхлорида заключается в том, что ее емкость зависит от тока разряда и рабочей температуры, как показано на рисунке 2. Емкость составляет около 8,5 А⋅ч на токе разряда 3 мА при 25°C, что соответствует техническим характеристикам ER26500. Но емкость снижается до 2 А⋅ч (на 76%) при нагрузке 100 мА. Необходимо контролировать ток разряда батареи, чтобы получить более высокую емкость и, таким образом, увеличить срок службы [3].

Рис. 2. Соотношение между емкостью, током разряда и температурой

Рис. 2. Соотношение между емкостью, током разряда и температурой

Традиционное решение для измерения мощности интеллектуального счетчика 

Подключение батареи напрямую

Традиционным решением является прямое подключение батареи, как на рисунке 3. Приемопередатчик NB-IoT напрямую связан с элементом питания. Напряжение элемента составляет около 3,6 В при комнатной температуре. Когда интеллектуальный счетчик выполняет передачу данных, элемент питания поддерживает высокий импульсный ток для питания блока NB-IoT. В спящем режиме литий-тионилхлоридная батарея заряжает гибридную литиевую батарею и поддерживает все энергопотребление системы.

Рис. 3. Прямое подключение к батареям

Рис. 3. Прямое подключение к батареям

Недостатком решения с прямым подключением является то, что заказчики должны выбирать HLC1550 вместо HLC1520. Сборка из двух батарей становится неэффективной при низких температурах (-25°C или -40°C), как показано на рисунках 4 и 5. Рисунок 4 – это производительность ER26500 и HLC1520 при высоком уровне пульсаций тока (250 мА/250 мс). На осциллограмме напряжение аккумуляторной батареи упало до 3,4 В при высоком импульсном токе. Это слишком маленький запас для питания всей системы. На рисунке 5 показаны характеристики ER26500 и HLC1550: поскольку HLC1550 имеет больший размер и более высокую токовую нагрузку, а напряжение снижено до 3,6 В, эта батарея может поддерживать всю систему для осуществления передачи данных. Однако HLC1550 имеет больший размер и большую стоимость. Еще один недостаток этого решения – неконтролируемый ток разряда литий-тионилхлоридных батарей. На рисунках 4 и 5 их разрядный ток составляет до 15 мА и 5 мА, соответственно. Литий-тионилхлоридная батарея не может достичь максимальной емкости, как показано на рисунке 2.

Рис. 4. Характеристики ER26500 и HLC1520 при -25°С

Рис. 4. Характеристики ER26500 и HLC1520 при -25°С

Рис 5. Характеристики ER26500 и HLC1550 при -25°С

Рис 5. Характеристики ER26500 и HLC1550 при -25°С

Решение Pure Boost на основе TPS61094 или TPS610995

Одним из наиболее конкурентоспособных по стоимости решений является решение Pure Boost (TPS61094 или TPS610995) [4], суть которого показана на рисунке 6. В этом решении клиенты могут использовать HLC1520 (поставщик: Tadiran), SPC1520 (поставщик: EVE) или UPC1520 (поставщик: HCB), и им необходимо добавить микросхему TPS61094 или TPS610995 для управления выходным напряжением величиной примерно 3,6 В во всем диапазоне температур. Эффективность этого решения не зависит от производителя и размера гибридной батареи, поэтому его цена более конкурентоспособна на фоне решения с прямым подключением к батареям.

Рис. 6. Решение Pure Boost на основе микросхем TPS61094 или TPS610995

Рис. 6. Решение Pure Boost на основе микросхем TPS61094 или TPS610995

Недостаток этого решения заключается в том, что ток разряда литий-тионилхлоридной батареи не контролируется. Мы не можем получить максимальную емкость, и напряжение аккумуляторных батарей неуправляемо. Если напряжение на клеммах слишком низкое (<2 В), это непоправимо сказывается на сроке службы батареи.

Решение на основе TPS61094 и суперконденсатора 

Используя TPS61094, можно заменить гибридную литиевую батарею на суперконденсатор, что поможет снизить общую стоимость системы. При этом появляется возможность контролировать ток разряда литий-тионилхлоридной батареи для достижения максимальной емкости и срока службы, как показано на рисунке 7.

Рис. 7. Решение на основе TPS61094 и суперконденсатора

Рис. 7. Решение на основе TPS61094 и суперконденсатора

Описание TPS61094

TPS61094 – это синхронный двунаправленный повышающий/понижающий преобразователь с байпасным переключателем между входом и выходом [5]. Когда TPS61094 работает в понижающем режиме для зарядки суперконденсатора, зарядный ток и напряжение задаются с помощью двух внешних резисторов (R3 и R2). Когда TPS61094 работает в повышающем режиме, он может разряжать суперконденсатор и регулировать выходное напряжение до запрограммированного уровня, установленного R1. TPS61094 имеет четыре режима работы: автоматический понижающий или повышающий; понижающий; шунтирующий и спящий, устанавливаемые подачей соответствующих уровней напряжения на выводы EN и MODE. Заказчики могут выбрать подходящий режим в зависимости от применения. TPS61094 имеет ток покоя 60 нА в понижающем или повышающем режимах и ток покоя 4 нА в режиме байпаса, который может помочь продлить срок службы системы.

Описание работы системы

В решении на основе TPS61094 и суперконденсатора микроконтроллеру не нужно управлять микросхемой TPS61094. TPS61094 может переключаться между понижающим режимом зарядки и повышающим режимом автоматически, разряжая суперконденсатор для выдачи импульса тока в нагрузку во время передачи данных, а затем заряжая его в режиме ожидания.

Если установить EN = High и MODE = High, TPS61094 может автоматически переключаться между понижающим и повышающим режимами. TI предлагает установить выходное напряжение по умолчанию (устанавливается с помощью R1) 3,3 В (> 3,6 В — 150 мВ), что может помочь TPS61094 автоматически перейти в понижающий режим зарядки; установить ток зарядки 5 мА, чтобы получить максимальную емкость литий-тионилхлоридной батареи, как показано на рисунке 2; установить напряжение зарядки 2 В, что обеспечит меньший ток утечки суперконденсатора и более длительный срок службы.

TI предлагает последовательно включить резистор (Rin) номиналом примерно 40 Ом между литий-тионилхлоридной батареей и выводом VIN микросхемы TPS61094. Это может помочь ограничить ток разряда литий-тионилхлоридной батареи во время сеанса передачи данных. Ток разряда (формула 1) в свою очередь равен:

$$I_{limit}=\frac{V_{LiSOCl_{2}}-V_{OUT\_target}}{R_{in}}=\frac{3.6-3.3}{40}=7.5\:мА\qquad{\mathrm{(}}{1}{\mathrm{)}}$$

Работа TPS61094 описана в таблице 1.

TPS61094 в режиме ожидания переходит в автоматический понижающий режим, поскольку входное напряжение выше, чем выходное напряжение + 100 мВ. Включается байпасный режим, и модуль NB-IoT запитывается от батареи. TPS61094 полностью заряжает суперконденсатор. Когда модуль NB-IoT выполняет передачу или прием данных, на выходе TPS61094 присутствует импульсный ток, который имеет довольно высокие значения, и поскольку литий-тионилхлоридная батарея такой ток поддерживать не может, входное напряжение падает. Когда TPS61094 обнаруживает, что входное напряжение ниже, чем выходное напряжение на 100 мВ, автоматически активируется режим повышенного напряжения. Таким образом, суперконденсатор в основном поддерживает высокий ток нагрузки. 

Таблица 1. Описание работы TPS61094 в паре с суперконденсатором

Режим работы системы Условие Режим работы TPS61094
Режим ожидания; малое потребление тока Vin > Vout_target + 100 мВ Понижающий режим активной зарядки; зарядить суперконденсатор и поддерживать его заряд; Включение режима by pass MOS; вывод Vout соединяется с Vin; модуль NB-IoT запитывается от литий-тионилхлоридной батареи
Процесс приема/передачи данных Vin ≥ Vout_target; Vout = Vout_target Повышающий режим включен; при высокой импульсной нагрузке суперконденсатор главным образом поддерживает нагрузку

Сравнение различных решений

Краткое сравнение трех описанных выше решений приведено в таблице 2. TPS61094 может обеспечить конкурентоспособное решение для интеллектуального счетчика с длительным сроком службы. Это решение может помочь клиентам заменить гибридный конденсатор на суперконденсатор, что снизит общую стоимость счетчика.

Таблица 2. Сравнение вариантов систем питания умных счетчиков

Решение Ожидаемый срок эксплуатации Преимущества Недостатки
Решение с прямым подключением к батарее 18.1 Простота конструкции Большие габариты HLC1550 (Tadiran)
Решение Pure Boost (на основе TPS61094 или TPS610995) 14.9 Меньший размер гибридного конденсатора, например SPC1520 Невозможно получить максимальную емкость батареи на основе LiSOCl2 из-за неконтролируемого тока разряда

Неконтролируемое напряжение разряда батареи на основе LiSOCl2; возможно необратимое снижение срока эксплуатации

TPS61094 в паре с суперконденсатором 18.4 Конкурентоспособная цена

Контроль тока разряда и напряжения батареи на основе LiSOCl2

Автоматическое переключение; нет необхо-димости в микро-контрол-лере

Суперконденсатор имеет ток утечки, необходимо использовать более низкое напряжение, например 2 В.

Примечание:

  • Оценка срока службы интеллектуального счетчика основана на следующих условиях:
  • Расчет основан на элементе Tadiran (LiSOCl2 TL-5920) и сниженной мощности в соответствии с рисунком 1-2.
  • Предположим, что в течение десяти месяцев температура будет 25°C, а два месяца – ниже 0°C.
  • Энергопотребление NB-IoT составляет около 134 мА⋅ч ежегодно при напряжении питания 3,6 В.
  • Саморазряд LiSCL2 батареи при 25°C℃: 1%/год, при 40°C: 2%/год.
  • Саморазряд гибридного конденсатора при 25°C: 3 мкА, при 40℃: 6 мкА.
  • Ток утечки суперконденсатора емкостью 3 Ф, работающего под напряжением 2,0 В, может снизиться до 20%, ток утечки при 25°C: 1 мкА (5 мкА⋅20%), при 40°C: 2 мкА.
  • Ток аккумулятора составляет около 30,4 мА⋅ч каждый год.
  • Потребляемая мощность счетчика составляет около 35,8 мА⋅ч ежегодно.
  • Потребляемая мощность в режиме ожидания (включая микроконтроллер, датчики Холла, источник питания, энергопотребление в режиме ожидания NB-IoT) составляет около 87,6 мА⋅ч.

Поведение суперконденсатора и устройство системы на его основе

Срок эксплуатации суперконденсатора

Срок службы суперконденсатора зависит от рабочей температуры и рабочего напряжения. Классической моделью старения для суперконденсаторов является закон Эйринга, с помощью которого можно оценить скорость старения. Этот процесс описывается уравнением 2. Согласно этому закону переизбыток напряжения в 200 мВ ускоряет старение в два раза. Тот же эффект наблюдается и при повышении температуры на 10°С. ([6], [7], [8])

$$t_{cal}(V;T)=t_{ref}\times \left(2^\frac{V_{ref}-V}{V_{0}} \right)\times \left(2^\frac{T_{ref}-T}{T_{0}}\right),\qquad{\mathrm{(}}{2}{\mathrm{)}}$$

где:

tref  – срок службы (ч)
Vref  – приложенное напряжение смещения (В)
Tref  – температура (K)

Производитель интеллектуального счетчика может снизить рабочее напряжение, исходя из требуемого срока эксплуатации счетчика с учетом рабочей температуры.

Расчетный срок службы суперконденсатора серии WEC от VINATech 3.0V показан в таблице 3.

Таблица 3. Срок службы серий конденсаторов VINATech с рабочим напряжением 3.0 V

Напряжение, В При 25°С, лет При 30°С, лет При 40°С, лет При 50°С, лет При 60°С, лет При 70°С, лет При 75°С, лет При 80°С, лет
2,1 180,5 127,7 63,8 31,9 16,0 8,0 5,6 4,0
2,2 127,7 90,3 45,1 22,6 11,3 5,6 4,0 2,8
2,3 90,3 63,8 31,9 16,0 8,0 4,0 2,8 2,0
2,4 63,8 45,1 22,6 11,3 5,6 2,8 2,0 1,4
2,5 45,1 31,9 16,0 8,0 4,0 2,0 1,4 1,0
2,6 31,9 22,6 11,3 5,6 2,8 1,4 1,0 0,7
2,7 22,6 16,0 8,0 4,0 2,0 1,0 0,7 0,5
2,8 16,0 11,3 5,6 2,8 1,4 0,7 0,5 0,4
2,9 11,3 8,0 4,0 2,0 1,0 0,5 0,4 0,3
3,0 8,0 5,6 2,8 1,4 0,7 0,4 0,3 0,2

Примечание: снижение емкости на 30% считается окончанием срока службы [9]. 

Токи утечки суперконденсаторов

Ток утечки суперконденсатора является важным параметром работы интеллектуального счетчика, так как это напрямую влияет на срок службы. Ток утечки зависит от температуры, рабочего напряжения, емкости и других параметров (аналогично длительности разряда) [10].

Когда рабочее напряжение суперконденсатора уменьшается, ток утечки также может снижаться, как это показано на рисунке 8. Например, если суперконденсатор работает при 1,8 В, то ток утечки составляет порядка 8 мкА (18% от значения, указанного в спецификации) при 25°C.

Ток утечки суперконденсатора также связан с рабочей температурой. При 65°C он примерно в 3…4 раза больше, чем при 25°C, как это показано на рисунке 8.

Рис. 8. Зависимость тока утечки суперконденсатора от напряжения и температуры

Рис. 8. Зависимость тока утечки суперконденсатора от напряжения и температуры

Примечание: данные испытаний основаны на WEC3R0156QG (3 В, 15 Ф) [9].

Расчет параметров суперконденсатора в решении TPS61094

Поскольку срок службы суперконденсатора и ток утечки сильно зависят от рабочего напряжения, TI предлагает установить напряжение на выводах суперконденсатора до 2 В в процессе зарядки, что может обеспечить срок службы 20 лет при 65°C, а ток утечки составит около 18% от значения, указанного в спецификации. Емкость суперконденсатора зависит от потерь в процессе передачи данных. В качестве примера возьмем передачу данных через NB-IoT. Предположим, что обмен данными происходит один раз в сутки каждый день, напряжение питания — 3,3 В и полезная нагрузка – 200 байт. Энергопотребление одной передачи составляет около 4 Дж. Чтобы оставить запас в 20%, целевое хранилище энергии установлено в 4,8 Дж (позиции 11 и 12). TPS61094 может поддерживать функционирование суперконденсатора до тех пор, пока его напряжение не упадет до 0,7 В. Таким образом, суперконденсатор будет разряжаться с 2 В до 0,7 В, общая мощность разряда равна:

$$P_{supercup}=\frac{1}{2}\times C\times \left(V_{1}^2-V_{2}^2 \right)=\frac{1}{2}\times C\times \left(2^2-0.7^2 \right)=1.755C\qquad{\mathrm{(}}{3}{\mathrm{)}}$$

Мощность разряда суперконденсатора должна быть выше, чем общие потери при передаче данных через NB-IoT, составляющие 4,8 Дж, поэтому для интеллектуального счетчика можно выбрать супер конденсатор емкостью 3 Ф.

Отчет об испытаниях технического решения на основе TPS61094 

Тестовое воздействие 

Тестовое воздействие на TPS61094 с подключенным суперконденсатором показано на рисунке 9. В нем имеются три фазы. Фаза 1 – это передача данных NB-IoT. Ток нагрузки составляет около 250 мА в течение 250 мс. TPS61094 может регулировать выходное напряжение до 3,3 В и контролировать ток батареи в пределах 5 мА. В фазе 2 NB-IoT прекращает передачу данных, поэтому TPS61094 заряжает суперконденсатор, устанавливая ток на уровень около 2,5 мА. Как показано на рисунке 9, напряжение суперконденсатора увеличивается до 2 В, что заставляет TPS61094 прекратить зарядку, то есть начинается фаза 3. Вся система переходит в режим ожидания и ждет следующего сеанса передачи данных через NB-IoT.

Рис. 9. Обзор производительности TPS61094 с подключенным суперконденсатором

Рис. 9. Обзор производительности TPS61094 с подключенным суперконденсатором

Примечание:

Темно-синий сигнал (канал 1) – выходное напряжение TPS61094, фиолетовый сигнал (канал 1) – выходной ток батареи, зеленый сигнал (канал 4) – напряжение суперконденсатора, голубой сигнал (канал 2) – ток нагрузки.

Передача данных через NB-IoT 

Процесс передачи данных через NB-IoT (фаза 1) показан на рисунках 10 и 11. Видно, что во время импульса тока, который имитирует модуль NB-IoT, выходное напряжение TPS61094 поддерживается на уровне 3,3 В для поддержания нормальной работы системы. В то же время выходной ток литий-тионилхлоридной батареи составляет около 5 или 6 мА, как при -25°C и 25°C, соответственно. Таким образом срок службы литий-тионилхлоридной батареи может быть увеличен, как показано на рисунке 2.

Рис. 10. Производительность TPS61094 с подключенным суперконденсатором при -25°C

Рис. 10. Производительность TPS61094 с подключенным суперконденсатором при -25°C

Рис. 11. Производительность TPS61094 с подключенным суперконденсатором при 25°С

Рис. 11. Производительность TPS61094 с подключенным суперконденсатором при 25°С

Заряд суперконденсатора

На рисунке 12 показаны характеристики суперконденсатора при зарядке до состояния полного заряда (фаза 2 — фаза 3). На этапе зарядки суперконденсатора TPS61094 может контролировать ток зарядки до установленного значения. Поскольку резистор Rin (между литий-тионилхлоридной батареей и выводом VIN TPS61094), на выходе TPS61094 наблюдается падение напряжения около 55 мВ. Когда напряжение суперконденсатора достигает установленного напряжения на выводах, TPS61094 прекращает зарядку.

Рис. 12. Производительность суперконденсатора при зарядке и разрядке

Рис. 12. Производительность суперконденсатора при зарядке и разрядке

КПД

Рисунок 13 представляет собой график КПД при напряжении питания 3,3 В на выходе в режиме повышенного напряжения. КПД составляет около 93% при Vin = 2 В, Vout = 3,3 В, Iout = 250 мА.

Рис. 13. КПД в режиме повышенного напряжения при напряжении 3.3 В на выходе

Рис. 13. КПД в режиме повышенного напряжения при напряжении 3.3 В на выходе

На рисунке 14 показан график КПД при напряжении 3,6 В в понижающем режиме. КПД составляет 88 % при входном напряжении Vin=3.6 В, напряжении заряда VCHG=2 В и токе заряда ICHG=2.5 мA.

Рис. 14. КПД в режиме понижения при входном напряжении 3.6 В

Рис. 14. КПД в режиме понижения при входном напряжении 3.6 В

Заключение

В заключение приводим справочные таблицы (таблицы 4, 5), которые помогут выбрать суперконденсатор для умного счетчика по основным параметрам.

Таблица 4. Основные параметры суперконденсаторов Vinatech с рабочим напряжением 3 В

Наименование Рабочее напряжение, В Емкость, Ф ESR, мОм Максимальный ток, А Ток утечки, мА
(за 72 ч.)
Габаритные размеры, мм
AC
(1 кГц)
DC 2,7 В 3 В D x L
WEC3R0105QG 3.0 1 145 215 1,2 0,002 0,003 08×13
WEC3R0155QG 1,5 115 175 1,5 0,003 0,005 08×20
WEC3R0335QG 3,3 75 125 3,5 0,007 0,01 08×20
WEC3R0505QD 5 50 85 5 0,01 0,015 08×25
WEC3R0505QG 5 80 120 4,5 0,01 0,015 10×20
WEC3R0705QD 7 45 75 6,5 0,014 0,021 08×30
WEC3R0705QG 7 80 135 5 0,014 0,021 10×20
WEC3R0106QA 10 45 75 8,5 0,02 0,03 10×25
WEC3R0106QG 10 30 45 10 0,02 0,03 10×30
WEC3R0106QD 10 50 75 8,5 0,02 0,03 13×20
WEC3R0156QG 15 37 55 12 0,03 0,045 13×25
WEC3R0186QC 18 30 50 14 0,036 0,054 13×25
WEC3R0256QG 25 20 30 21 0,05 0,075 16×25
WEC3R0506QG 50 13 20 37 0,1 0,15 18×40
WEC3R0606QG 60 13 20 40 0,12 0,18 18×40
WEC3R0107QD 100 12 20 50 0,2 0,3 18×59

Таблица 5. Основные параметры суперконденсаторов Vinatech с рабочим напряжением 6 В

Наименование Рабочее напряжение, В Емкость, Ф ESR, мОм Максимальный ток, А Ток утечки, мА
(за 72 ч.)
Габаритные размеры
AC
(1 кГц)
DC 5,4 В 6 В D x W x L
WEC6R0504QG 6.0 0,5 295 435 1,2 0,002 0,003 8,5×17×15,5
WEC6R0155QG 1,5 155 255 3,5 0,007 0,01 8,5×17×22
WEC6R0255QG 2,5 165 245 4,5 0,01 0,015 10,5×21×22,5
WEC6R0355QG 3,3 165 275 5,5 0,014 0,021 10,5×21×22,5
WEC6R0505QA 5 95 155 8,5 0,02 0,03 10,5×21×27
WEC6R0505QG 5 65 95 10 0,02 0,03 10,5×21×32
WEC6R0755QG 7,5 79 115 12 0,03 0,045 13×26×28
WEC6R0126QG 12,5 45 65 21 0,05 0,075 16,5×32,5×28

Список литературы

  1. ZM8300G NB-IoT/eMTC Module User Manual ZTE
  2. MODEL TL-5920 International size reference: C, ER26500 Tadiran Lithium Batteries
  3. Texas Instruments, How to Extend Operating Time of a LiSOCl2 Powered System Tech Note
  4. Texas Instruments, Power Supply for NB-IoT Modems in Smart Meters with LiSOCl2 Batteries Reference Design
  5. Texas Instruments, TPS61094 60-nA Quiescent Current Bi-directional Buck/Boost Converter withBypass. Mode data sheet.
  6. P. Kreczanik, P. Venet, A. Hijazi and G. Clerc, Study of Supercapacitor Aging and Lifetime Estimation
  7. According to Voltage, Temperature, and RMS Current, in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 61, no. 9, pp. 4895-4902, Sept. 2014.
  8. A. El Mejdoubi, A. Oukaour, H. Chaoui, H. Gualous, J. Sabor and Y. Slamani, Prediction Aging Model for
  9. Supercapacitor’s Calendar Life in Vehicular Applications, in IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 65, no. 6, pp. 4253-4263, June 2016. A. Hammar, P. Venet, R. Lallemand, G. Coquery and
  10. G. Rojat, Study of Accelerated Aging of Supercapacitors for Transport Applications, in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 57, no. 12, pp. 3972-3979, Dec. 2010.
  11. Allen Son from VINA Tech
  12. 10.Sauer D U , Kowal J , Avaroglu E , et al. Detailed Analysis of the Self Discharge of Supercapacitors[C]//
  13. ESSCAP 2008. 2008.
  14. 11.*M. Lauridsen, R. Krigslund, M. Rohr and G. Madueno, An Empirical NB-IoT Power Consumption Model for Battery Lifetime Estimation, 2018 IEEE 87th Vehicular Technology Conference (VTC Spring),
  15. 12.3GPP, Cellular system support for ultra-low complexity and low throughput Internet of Things, TR 45.820 V13.1.0, 11 2015

Оригинал статьи

Перевел Алексей Катков по заказу АО Компэл

•••

Наши информационные каналы

О компании VINATech

VINATech – инновационная компания основанная в 1999 году в Южной Корее. Основное направление деятельности - разработка и производство суперконденсаторов (ионисторов) и угольных материалов для различных отраслей промышленности. В 2002 году в компании была разработана уникальная технология, позволяющая получать угольные нановолокна (carbon nano fiber). К массовому выпуску суперконденсаторов компания приступила в 2003 году, а в 2010 году компания оказалась первой, и фактически единственной, ...читать далее

Товары
Наименование
WEC3R0105QG (VINATECH)
WEC3R0335QG (VINATECH)
WEC3R0505QD (VINATECH)
WEC3R0505QG (VINATECH)
WEC3R0705QD (VINATECH)
WEC3R0705QG (VINATECH)
WEC3R0106QG (VINATECH)
WEC3R0106QD (VINATECH)
WEC3R0156QG (VINATECH)
WEC3R0186QC (VINATECH)
WEC3R0256QG (VINATECH)
WEC3R0506QG (VINATECH)
WEC3R0606QG (VINATECH)
TPS61094DSSR (TI)
XTPS61094DSSR (TI)