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    超級電容應用總結

    超級電容應用總結

      超級電容跟電池的比較:超級電容比同體積的LI電池要大。價格要高,但是為什么要使用超級電容呢?超級電容的優點,無需保護電路,充電的時候也沒有嚴格的恒流要求,適合使用太陽能供電的場合,電池的野外特性沒有電容好,一般電池的充電工作溫度在0~60℃之間,電容可以到-40℃還能充電,充放電可到10幾萬次,而電池的充放電次數往往只有500次,對于野外使用太能能的時候經常會出現斷斷續續的供電的情況電池的使用壽命大大折扣,而對于要求長使用壽命的客戶來說,1~2年的維護往往讓他們感覺厭煩,而使用超級電容的話基本上不需要怎么進行維護,特別適用于野外工作的低功耗的產品適用,習慣適用鋰氬電池+超級電容的方案,延長系統的使用壽命減少人工維護成本。以下是超級電容等效電池容量的計算公式,設計時可以進行參考。

     

      在超級電容的應用中,很多用戶都遇到相同的問題,就是怎樣計算一定容量的超級電容在以一定電流放電時的放電時間,或者根據放電電流及放電時間,怎么選擇超級電容的容量,下面給出簡單的計算公式,根據這個公式,就可以簡單地進行電容容量、放電電流、放電時間的推算,十分方便。C(F):超電容的標稱容量;

     

      R(Ohms):超電容的標稱內阻;

      ESR(Ohms):1KZ下等效串聯電阻;

      Vwork(V):正常工作電壓

      Vmin(V):截止工作電壓;

      t(s):在電路中要求持續工作時間;

      Vdrop(V):在放電或大電流脈沖結束時,總的電壓降;

      I(A):負載電流;

      超電容容量的近似計算公式,

      保持所需能量=超級電容減少的能量。

      保持期間所需能量=1/2I(Vwork+Vmin)t;

      超電容減少能量=1/2C(Vwork2-Vmin2),

      因而,可得其容量(忽略由IR引起的壓降)

      C=(Vwork+Vmin)It/(Vwork2-Vmin2)

      舉例如下:

      如單片機應用系統中,應用超級電容作為后備電源,在掉電后需要用超級電容維持100mA的電流,持續時間為10s,單片機系統截止工作電壓為4.2V,那么需要多大容量的超級電容能夠保證系統正常工作?

     

      由以上公式可知:

      工作起始電壓Vwork=5V

      工作截止電壓Vmin=4.2V

      工作時間t=10s

      工作電源I=0.1A

      那么所需的電容容量為:

      C=(Vwork+Vmin)It/(Vwork2-Vmin2)

      =(5+4.2)*0.1*10/(52-4.22)

      =1.25F

      根據計算結果,可以選擇5.5V1.5F電容就可以滿足需要了。

      一般10F加0.5W的太陽能+鋰亞電池的長壽命戶外型設計方案,能夠滿足很大一部分對功耗要求比較嚴格的系統。

     

     

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