对于延长储能系统的寿命，PassThru技术的优势是......
passthru模式是一种控制器工作模式，能够让电源直接连接到负载。passthru模式用于降压-升压或升压转换器中，以提高效率和电磁兼容性。本文介绍了采用passthru技术的控制器相比其他控制器的优势，以及passthru模式如何延长储能系统的使用寿命，特别是超级电容的总运行时间。
延长电池的使用寿命，意味着储能系统性能更强、运行时间更长、成本更低。通常有三种方法可以延长电池寿命：改进电池技术，设计更优良的器件，以及提供创新的能源管理系统。改进电池技术包括：为特定应用选择合适的电池，以及设计适当的电池管理系统来控制充电、调节温度并充分降低功耗。设计更优良的器件需要考虑高效的硬件元件和稳健的固件，这两者对于更好地兼顾功能和寿命指标都是必不可少的。为了以智能方式实现能耗优化，可以利用最新的电源管理系统，这些系统采用基于ai的算法、新型拓扑结构和高效的转换器控制方法，例如passthru模式和省电模式。
了解超级电容 将超级电容等储能器件与电池一起使用，可以使多种不同的应用场景受益。超级电容的优势包括：支持短时突发功率的快速充电和放电，更长的使用寿命，以及更高的整体系统效率。例如，超级电容非常适合快速储存能量和提供备用电源。超级电容可以承受极端温度环境条件。与电池配合使用时（例如在电动汽车中），超级电容有助于提高性能并延长电池寿命。此外，超级电容对环境更友好。
图1.24 v超级电容和锂聚合物电池在0.5 a负载下的典型放电特性比较。
图1显示了超级电容与电池的不同之处。在相同额定电压下，6芯0.1ah锂聚合物电池表现出电压源的特性，在整个运行期间能提供更稳定的电压。相比之下，当电流从2f超级电容流向负载时，电压线性下降。超级电容的这种线性放电特性需要更高效的系统来转换其能量。在这种场景下更适合使用降压-升压转换器功能，因为无论输入电压是低于还是高于设定好的输出电压，该转换器都能适当地调节并维持输出电压稳定。
什么是passthru模式？ passthru技术是宽输入供电器件的基本特性。与采用传统控制方式（标准降压-升压控制器）的系统相比，它可以提高效率并延长储能系统的使用寿命。直通(passthrough)是指在预定义的电压窗口，输入直接传递到输出，好像发生了短路一样。passthru技术充当电源（例如超级电容）与负载之间的网络，确保电压在指定的可接受范围内调节。它提供从电源到负载的直通路径，以确保器件尽可能高效地运行。passthru模式是确保超级电容供电的器件实现优化效率的重要手段，因为它能减少超级电容的加载/卸载循环，并改善器件的emi和整体性能。
passthru模式如何延长储能系统寿命 四开关降压-升压转换器中的直通模式根据指定的窗口设置，提供从电源到输出负载的直通路径，如图2所示。输入直接传递到输出。这样可消除开关损耗，从而提高指定passthru窗口的效率，并且它还提高了电磁兼容性，因为在passthru模式下不会出现开关频率。降压-升压转换器中的直通模式可提供灵活性，因为它允许设置与升压输出电压不同的降压输出电压。这与只提供一个标称输出电压的典型降压-升压ic相反。当输入电压表现异常时，此特性还能保护负载。passthru技术是 lt8210的一种工作模式，该器件是市场上唯一具有此功能的降压-升压控制器ic。
图2.具有passthru模式的降压-升压转换器电路图。
欲了解lt8210的passthru工作模式，可以参阅其数据手册或演示板的效率曲线。图3显示了dc2814a-a演示板在4 v至24 v输入电压和10%至80%负载下的效率曲线。该演示板采用lt8210，输入电压范围为4 v至40 v，满载电流为3 a，输出电压为8 v至16 v。相对于降压-升压操作，在passthru模式下工作会使较高负载下的效率提升多达5%，较轻负载（例如10%电流负载）下的效率提升多达17%。因此，在轻负载运行条件下，passthru模式实现了显著的性能改进。
值得注意的是，虽然lt8210的直通模式允许设置与降压输出电压不同的升压输出电压，但当输入电压在输出电压设置值附近时，仍会出现降压-升压区域。lt8210中出现该降压-升压区域的原因在于，相对于一个电感电流调节的降压和升压控制区域存在交集。
图3.dc2814a-a效率曲线。
为了解passthru模式的应用效果，我们来看图4中的系统。四开关降压-升压转换器用作负载点转换器的前置稳压器，负载点转换器也用作电机驱动器。虽然电源是24 v超级电容，但直流电机需要9 v输入电压和0.3 a输入电流。降压-升压转换器将采用passthru模式，或采用传统四开关降压-升压控制器在连续导通模式(ccm)下运行。请注意，传统降压-升压控制没有passthru模式。它只有降压、升压和降压-升压操作，如图3所示。
使用passthru模式的系统将其升压输出电压设置为12 v，降压输出电压设置为27 v。这样，超级电容的启动电压就可以在通带限值以内5。因此，从24 v到12 v超级电容电压，系统将经历passthru模式。在此期间，效率达到99.9%。请注意，转换器将经历降压-升压模式，导致效率骤降，然后进入升压模式。另一方面，在传统降压-升压控制方式下运行的系统则设置为以16 v的恒定输出电压运行。这样做是为了将输出电压设置在通带限值设置的中点附近。
图4.超级电容供电的电机框图。
图5.支持passthru模式的系统与传统ccm模式下运行的降压-升压转换器的效率比较。
图5显示了两个降压-升压转换器的效率比较，电压从4 v到24 v，功率为2.7 w。与传统控制方式的系统相比，passthru模式使效率提升了22%至27%。为了进一步验证两个系统的差异，利用itech it6010c-80-300的电池仿真器功能对其进行了测试。使用以下设置来仿真超级电容响应，运行时间至少120秒：起始电压为24 v，结束电压为0 v，电荷为0.005 ah，内阻为0.01 mω。图6显示了两个系统的波形。通道1指示电池仿真器电压，通道2指示电机电压，通道3指示电机电流。passthru模式控制的系统运行了224秒，而传统控制方式的系统仅运行了150秒。因此，我们观察到采用passthru模式的系统运行时间增加了49%。
图6.超级电容供电电机的总运行时间。
结论 passthru技术是超级电容供电的器件实现优化性能的重要手段。与传统（ccm模式下降压-升压）控制方式的系统相比，采用具有passthru模式的lt8210同步降压-升压控制器可以大大优化超级电容供电器件的效率。在本文的示例中，passthru模式使效率提高了27%，并增加了整个系统的总运行时间，从而将储能系统的运行时间延长了49%。
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了解超级电容 将超级电容等储能器件与电池一起使用，可以使多种不同的应用场景受益。超级电容的优势包括：支持短时突发功率的快速充电和放电，更长的使用寿命，以及更高的整体系统效率。例如，超级电容非常适合快速储存能量和提供备用电源。超级电容可以承受极端温度环境条件。与电池配合使用时（例如在电动汽车中），超级电容有助于提高性能并延长电池寿命。此外，超级电容对环境更友好。
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什么是passthru模式？ passthru技术是宽输入供电器件的基本特性。与采用传统控制方式（标准降压-升压控制器）的系统相比，它可以提高效率并延长储能系统的使用寿命。直通(passthrough)是指在预定义的电压窗口，输入直接传递到输出，好像发生了短路一样。passthru技术充当电源（例如超级电容）与负载之间的网络，确保电压在指定的可接受范围内调节。它提供从电源到负载的直通路径，以确保器件尽可能高效地运行。passthru模式是确保超级电容供电的器件实现优化效率的重要手段，因为它能减少超级电容的加载/卸载循环，并改善器件的emi和整体性能。
passthru模式如何延长储能系统寿命 四开关降压-升压转换器中的直通模式根据指定的窗口设置，提供从电源到输出负载的直通路径，如图2所示。输入直接传递到输出。这样可消除开关损耗，从而提高指定passthru窗口的效率，并且它还提高了电磁兼容性，因为在passthru模式下不会出现开关频率。降压-升压转换器中的直通模式可提供灵活性，因为它允许设置与升压输出电压不同的降压输出电压。这与只提供一个标称输出电压的典型降压-升压ic相反。当输入电压表现异常时，此特性还能保护负载。passthru技术是 lt8210的一种工作模式，该器件是市场上唯一具有此功能的降压-升压控制器ic。
图2.具有passthru模式的降压-升压转换器电路图。
欲了解lt8210的passthru工作模式，可以参阅其数据手册或演示板的效率曲线。图3显示了dc2814a-a演示板在4 v至24 v输入电压和10%至80%负载下的效率曲线。该演示板采用lt8210，输入电压范围为4 v至40 v，满载电流为3 a，输出电压为8 v至16 v。相对于降压-升压操作，在passthru模式下工作会使较高负载下的效率提升多达5%，较轻负载（例如10%电流负载）下的效率提升多达17%。因此，在轻负载运行条件下，passthru模式实现了显著的性能改进。
值得注意的是，虽然lt8210的直通模式允许设置与降压输出电压不同的升压输出电压，但当输入电压在输出电压设置值附近时，仍会出现降压-升压区域。lt8210中出现该降压-升压区域的原因在于，相对于一个电感电流调节的降压和升压控制区域存在交集。
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为了解passthru模式的应用效果，我们来看图4中的系统。四开关降压-升压转换器用作负载点转换器的前置稳压器，负载点转换器也用作电机驱动器。虽然电源是24 v超级电容，但直流电机需要9 v输入电压和0.3 a输入电流。降压-升压转换器将采用passthru模式，或采用传统四开关降压-升压控制器在连续导通模式(ccm)下运行。请注意，传统降压-升压控制没有passthru模式。它只有降压、升压和降压-升压操作，如图3所示。
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图4.超级电容供电的电机框图。
图5.支持passthru模式的系统与传统ccm模式下运行的降压-升压转换器的效率比较。
图5显示了两个降压-升压转换器的效率比较，电压从4 v到24 v，功率为2.7 w。与传统控制方式的系统相比，passthru模式使效率提升了22%至27%。为了进一步验证两个系统的差异，利用itech it6010c-80-300的电池仿真器功能对其进行了测试。使用以下设置来仿真超级电容响应，运行时间至少120秒：起始电压为24 v，结束电压为0 v，电荷为0.005 ah，内阻为0.01 mω。图6显示了两个系统的波形。通道1指示电池仿真器电压，通道2指示电机电压，通道3指示电机电流。passthru模式控制的系统运行了224秒，而传统控制方式的系统仅运行了150秒。因此，我们观察到采用passthru模式的系统运行时间增加了49%。
图6.超级电容供电电机的总运行时间。
结论 passthru技术是超级电容供电的器件实现优化性能的重要手段。与传统（ccm模式下降压-升压）控制方式的系统相比，采用具有passthru模式的lt8210同步降压-升压控制器可以大大优化超级电容供电器件的效率。在本文的示例中，passthru模式使效率提高了27%，并增加了整个系统的总运行时间，从而将储能系统的运行时间延长了49%。
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