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东莞市康普电子科技有限公司
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带你了解法拉电容器的特点和充放电时间计算方法
编辑:东莞市康普电子科技有限公司   发布时间:2019-09-09

        法拉电容器属于双电层电容器,它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种,其基本塬理和其它种类的双电层电容器一样,都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。

        法拉电容器的特点:

        (1)充电速度快,充电10秒~10分钟可达到其额定容量的95%以上;

        (2)循环使用寿命长,深度充放电循环使用次数可达1~50万次,没有“记忆效应”,也不存在过度放电的问题;

        (3)大电流放电能力超强,能量转换效率高,过程损失小,大电流能量循环效率≥90%;

        (4)功率密度相对较低,约为2W/KG~3W/KG,相当于铅酸电池的1/5~1/10;

        (5)产品塬材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染,是理想的绿色环保电源;

        (6)充电线路简单,无需充电电池那样的充电电路,长期使用免维护;

        (7)超低温特性好,温度范围宽-40℃~+70℃;

        (8)检测方便,剩余电量可直接读出;

        (9)容量范围通常0.01F--1000F ,而耐压往往偏低(几伏特到十多伏,新开发出的也不过二十多伏)。超级电容可做成超级电容模组,适合高容量的需求。

        缺点:

        (1)目前超级电容的耐压均不高。实际使用中过压保护电路必不可少。有人经常将二个到多个超级电容串接来接入大电压环境中。这种做法是不对的。因为随着电容的漏电,而电容的品质又不尽相同,在后期多次的充放电后容易造成局部单元过充而击穿的现象。

        (2)超级电容毕竟不是电池,存在电压随着放电而逐渐下降的问题,所以需要较复杂的输出电路。

        法拉电容器放电简单计算方法 超级电容的特点

        体积小,容量大,能量密度远大于电解电容。

        可以作为后备电源使用。ESR小,功率特性好,功率密度远大于电池。 可作为主电源的功率补偿,保证短时间、大电流的需要。充放电次数10万次以上。

        过充和过放都不会对其电性能产生影响 。 使用简单,不需要特别的充放电控制电路。 绿色环保,无污染,免维护。

        工作温度范围大,最低工作温度,零下40摄氏度。

        法拉电容放电简单计算方法

        T = (C& mes;ΔU) / I T:放电时间,单位s C:电容容量,单位F

        ΔU:电压降,是最高工作电压与最低工作电压的差,单位V I : 放电电流,单位A

        法拉电容器充放电时间计算方法

        般应用在太阳能指示灯上时,LED都採用闪烁发

        光,例如採用一颗LED且控制每秒闪烁放电持续时间为0.05秒,对超级电容器充电电流100mA,LED放电电流为15mA.

        下面以2.5V50F在太阳能交通指示灯上的应用为例,超级电容器充电时间计算如下: C& mes;dv=I& mes;t

        C: 电容器额定容量; V:电容器工作电压; I:电容器充电; t: 电容器充电时间

        故2.5V50F超级电容器充电时间为: t =(C& mes;dv)/I =(50×2.5)/0.1 =1250s

        法拉电容器放电时间为: C×dv-I×C×R=I×t C: 电容器额定容量; V:电容器工作电压; I:电容器放电电流; t: 电容器放电时间; R:电容器内阻

        则2.5V50F超级电容器从2.5V放到0.9V放电时间为: t =C×(dv/I-R)

        =50×[(2.5-0.9)/0.015-0.02] =5332s

        应用在LED上工作时间为5332/0.05=106640s=29.62小时

        举例如下︰

        如单片机应用系统中,应用超级电容作为后备电源,在掉电后需要用超级电容维持100mA的电流,持续时间为10s,单片机系统截止工作电压为4.2V,那么需要多大容量的超级电容能够保证系统正常工作? 由以上公式可知︰

        工作起始电压 Vwork=5V 工作截止电压 Vmin=4.2V 工作时间 t=10s 工作电源 I=0.1A 那么所需的电容容量为︰

        C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2) =(5+4.2)*0.1*10/(5^2 -4.2^2) =1.25F