非理想电容器的恒功率放电

电器工程 电容器 数学 释放 超级电容器
2022-02-02 14:47:18

我的雇主出售升压转换器以在断电期间保持电机驱动。这些升压转换器由电容器组供电。为了正确确定这些组的大小,我们需要将它们的电压、电容和 ESR 考虑在内,以确保电容器有足够的可用能量以在指定的功率下保持驱动器指定的时间. 现在我们用近似方法来做这件事,但最好有一个更精确的方程。

我们假设 ESR、电容和负载功率是恒定的。

I: currentP: powerRC: ESRC: capacitancet: timeV: capacitor voltageStandard capacitor equation:I(t)=CV(t)Power out of the cap equals power into the ESR plus power into the load:V(t)I(t)=P+RCI2(t)Substitute:CV(t)V(t)=P+RCC2(V(t))2

如果我是对的,这给了我一个非线性微分方程,这让我远远超出了我的数学舒适区。如果我理解正确,求解一个新的非线性微分方程将被视为对数学知识领域的重大贡献。鉴于此,我不太可能自己解决这个问题。

有谁知道解决 V(t) 的任何好方法?有谁知道这个方程是否已经解决了?我可能误解了这个问题吗?或者我应该把它移到数学堆栈交换?

1个回答

方程是由其他人在这里解决的。除非我在某处遗漏了一个标志,否则这个公式给出了一个电容达到内部电压 V 所需的时间,从电压开始,具有给定的 ESR 和电容,以及固定的放电功率。V0

t(V)=C4P(V02V2+V0V024PRCVV24PRC)+CRC(ln(V+V24PRC)ln(V0+V024PRC))

请注意,由于 V 是电容的内部空载电压,位于 ESR “后面”,要找到电容在负载时达到特定电压所需的时间,我们必须使用替换:其中是所需的最小端电压。

V=Vmin+PRCVmin
Vmin

这些计算似乎与我们的数值估计方法很好地匹配。