法拉電容屬于雙電層電容器,它是世界上已投入量產(chǎn)的雙電層電容器中容量最大的一種,其基本塬理和其它種類的雙電層電容器一樣,都是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的容量。
法拉電容法拉電容屬于雙電層電容器,它是世界上已投入量產(chǎn)的雙電層電容器中容量最大的一種,其基本塬理和其它種類的雙電層電容器一樣,都是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的容量。
超級(jí)電容的特點(diǎn):
?。?)充電速度快,充電10秒~10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上;
(2)循環(huán)使用壽命長(zhǎng),深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)1~50萬次,沒有“記憶效應(yīng)”,也不存在過度放電的問題;
(3)大電流放電能力超強(qiáng),能量轉(zhuǎn)換效率高,過程損失小,大電流能量循環(huán)效率≥90%;
(4)功率密度相對(duì)較低,約為2W/KG~3W/KG,相當(dāng)于鉛酸電池的1/5~1/10;
?。?)產(chǎn)品塬材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存以及拆解過程均沒有污染,是理想的綠色環(huán)保電源;
?。?)充電線路簡(jiǎn)單,無需充電電池那樣的充電電路,長(zhǎng)期使用免維護(hù);
?。?)超低溫特性好,溫度范圍寬-40℃~+70℃;
(8)檢測(cè)方便,剩余電量可直接讀出;
(9)容量范圍通常0.01F--1000F ,而耐壓往往偏低(幾伏特到十多伏,新開發(fā)出的也不過二十多伏)。超級(jí)電容可做成超級(jí)電容模組,適合高容量的需求。
缺點(diǎn):
?。?)目前超級(jí)電容的耐壓均不高。實(shí)際使用中過壓保護(hù)電路必不可少。有人經(jīng)常將二個(gè)到多個(gè)超級(jí)電容串接來接入大電壓環(huán)境中。這種做法是不對(duì)的。因?yàn)殡S著電容的漏電,而電容的品質(zhì)又不盡相同,在后期多次的充放電后容易造成局部單元過充而擊穿的現(xiàn)象。
(2)超級(jí)電容畢竟不是電池,存在電壓隨著放電而逐漸下降的問題,所以需要較復(fù)雜的輸出電路。
法拉電容放電計(jì)算方法
法拉電容放電簡(jiǎn)單計(jì)算方法 超級(jí)電容的特點(diǎn)
體積小,容量大,能量密度遠(yuǎn)大于電解電容。
可以作為后備電源使用。ESR小,功率特性好,功率密度遠(yuǎn)大于電池。 可作為主電源的功率補(bǔ)償,保證短時(shí)間、大電流的需要。充放電次數(shù)10萬次以上。
過充和過放都不會(huì)對(duì)其電性能產(chǎn)生影響 。 使用簡(jiǎn)單,不需要特別的充放電控制電路。 綠色環(huán)保,無污染,免維護(hù)。
工作溫度范圍大,最低工作溫度,零下40攝氏度。
法拉電容放電簡(jiǎn)單計(jì)算方法
T = (C×ΔU) / I T:放電時(shí)間,單位s C:電容容量,單位F
ΔU:電壓降,是最高工作電壓與最低工作電壓的差,單位V I : 放電電流,單位A
超級(jí)電容器充放電時(shí)間計(jì)算方法
般應(yīng)用在太陽(yáng)能指示燈上時(shí),LED都採(cǎi)用閃爍發(fā)
光,例如採(cǎi)用一顆LED且控制每秒閃爍放電持續(xù)時(shí)間為0.05秒,對(duì)超級(jí)電容器充電電流100mA,LED放電電流為15mA.
下面以2.5V50F在太陽(yáng)能交通指示燈上的應(yīng)用為例,超級(jí)電容器充電時(shí)間計(jì)算如下: C×dv=I×t
C: 電容器額定容量; V:電容器工作電壓; I:電容器充電; t: 電容器充電時(shí)間
故2.5V50F超級(jí)電容器充電時(shí)間為: t =(C×dv)/I =(50×2.5)/0.1 =1250s
超級(jí)電容器放電時(shí)間為: C×dv-I×C×R=I×t C: 電容器額定容量; V:電容器工作電壓; I:電容器放電電流; t: 電容器放電時(shí)間; R:電容器內(nèi)阻
則2.5V50F超級(jí)電容器從2.5V放到0.9V放電時(shí)間為: t =C×(dv/I-R)
=50×[(2.5-0.9)/0.015-0.02] =5332s
應(yīng)用在LED上工作時(shí)間為5332/0.05=106640s=29.62小時(shí)
舉例如下︰
如單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,應(yīng)用超級(jí)電容作為后備電源,在掉電后需要用超級(jí)電容維持100mA的電流,持續(xù)時(shí)間為10s,單片機(jī)系統(tǒng)截止工作電壓為4.2V,那么需要多大容量的超級(jí)電容能夠保證系統(tǒng)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(shí)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/(5^2 -4.2^2) =1.25F