電容器在智能水表上的應用

來源：凱美能源有限公司 2010年02月03日 11:42

電容器在智能水表上的應用

一、在智能水表中的應用（組合5.0V/0.47F或5.5V/1F）

傳統的智能水表，在控制水閥開啟和關斷時，普遍采用的方法是內裝鋰電池。鋰電池的優點在于重量輕、能量大、自放電率低等。雖然如此，由于智能水表都沒有設計再充電電路，鋰電池使用到一定時間后，將無法為控制電路提供能量，不得不更換電池。上門為用戶更換電池或水表，這對于水表生產廠家和自來水公司來說都是一件繁瑣的事。更危險的是，電池電量不足的情況出現是隨機的，如果不和及時的監測電池電量，將無法可靠的關斷水閥，造成無法計費、逃水現象等情況出現。這是內部安裝了鋰電池的智能水表的致命缺點，直接影響到它的推廣和使用。為了解決這一制約智能水表發展的瓶頸問題，可以用電容代替鋰電池應用于智能水表。電容是一種無源器件，介于電池與普通電容之間，具有電容的大電流快速充放電特性，同時也有電池的儲能特性，并且重復使用壽命長，放電時利用移動導體間的電子（而不依靠化學反應）釋放電流，從而為設備提供電源。這種方案是用電容替換鋰電池，封裝在水表中，同時外接干電池供電。平時干電池提供水表電路所需能量和對電容充電，在需要開啟水閥時，先檢測電容是否存儲足夠能量，如果沒有存儲足夠能量，將不開啟水閥，當檢測它存儲足夠能量時，由外接干電池提供能量將水閥開啟；在需要關斷水閥時，如果外接電池不能提供能量將水閥關斷，那么電容將在此刻提供能量來關斷水閥。如同一個儲水箱，平時將水存儲起來，在停水時提供必要的水。

圖2是應用示意圖。正常情況下，電池通過電阻R、二級管D1向負載和電容充電。電阻R的作用是限制電流過大，因為電容內阻很小，充電時電流較大可能造成電池損壞。二級管D1防止反向電流。當電池電壓過低，或突然斷電時（如取下電池），由電容繼續為電路提供電源，同時，電容存儲的能量足以關斷閥門。

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