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    超级电容应用总结

    超级电容应用总结

      超级电容跟电池的比较:超级电容比同体积的LI电池要大。价格要高,但是为什么要使用超级电容呢?超级电容的优点,无需保护电路,充电的时候也没有严格的恒流要求,适合使用太阳能供电的场合,电池的野外特性没有电容好,一般电池的充电工作温度在0~60℃之间,电容可以到-40℃还能充电,充放电可到10几万次,而电池的充放电次数往往只有500次,对于野外使用太能能的时候经常会出现断断续续的供电的情况电池的使用寿命大大折扣,而对于要求长使用寿命的客户来说,1~2年的维护往往让他们感觉厌烦,而使用超级电容的话基本上不需要怎么进行维护,特别适用于野外工作的低功耗的产品适用,习惯适用锂氩电池+超级电容的方案,延长系统的使用寿命减少人工维护成本。以下是超级电容等效电池容量的计算公式,设计时可以进行参考。

     

      在超级电容的应用中,很多用户都遇到相同的问题,就是怎样计算一定容量的超级电容在以一定电流放电时的放电时间,或者根据放电电流及放电时间,怎么选择超级电容的容量,下面给出简单的计算公式,根据这个公式,就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算,十分方便。C(F):超电容的标称容量;

     

      R(Ohms):超电容的标称内阻;

      ESR(Ohms):1KZ下等效串联电阻;

      Vwork(V):正常工作电压

      Vmin(V):截止工作电压;

      t(s):在电路中要求持续工作时间;

      Vdrop(V):在放电或大电流脉冲结束时,总的电压降;

      I(A):负载电流;

      超电容容量的近似计算公式,

      保持所需能量=超级电容减少的能量。

      保持期间所需能量=1/2I(Vwork+Vmin)t;

      超电容减少能量=1/2C(Vwork2-Vmin2),

      因而,可得其容量(忽略由IR引起的压降)

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

      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/(52-4.22)

      =1.25F

      根据计算结果,可以选择5.5V1.5F电容就可以满足需要了。

      一般10F加0.5W的太阳能+锂亚电池的长寿命户外型设计方案,能够满足很大一部分对功耗要求比较严格的系统。

     

     

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