超級(jí)電容器能當(dāng)電池嗎 [超級(jí)電容器和電池的區(qū)別]

1、本文格式為word版，下載可任意編輯超級(jí)電容器能當(dāng)電池嗎 超級(jí)電容器和電池的區(qū)別 你知道什么是超級(jí)容電器嗎?電池與它的區(qū)分又是什么呢?下面就跟著我一起來看看吧。 超級(jí)電容器與電池的比較 超級(jí)電容器不同于電池，在某些應(yīng)用領(lǐng)域，它可能優(yōu)于電池。有時(shí)將兩者結(jié)合起來，將電容器的功率特性和電池的高能量存儲(chǔ)結(jié)合起來，不失為一種更好的途徑。 超級(jí)電容器在其額定電壓范圍內(nèi)可以被充電至任意電位，且可以完全放出。而電池則受自身化學(xué)反應(yīng)限制工作在較窄的電壓范圍，假如過放可能造成永久性破壞。 超級(jí)電容器的荷電狀態(tài)(soc)與電壓構(gòu)成簡(jiǎn)潔的函數(shù)，而電池的荷電狀態(tài)則包括多樣簡(jiǎn)單的換算。 超級(jí)電容器與其體積相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)電容器

2、相比可以存儲(chǔ)更多的能量，電池與其體積相當(dāng)?shù)某?jí)電容器相比可以存儲(chǔ)更多的能量。在一些功率打算能量存儲(chǔ)器件尺寸的應(yīng)用中，超級(jí)電容器是一種更好的途徑。 超級(jí)電容器可以反復(fù)傳輸能量脈沖而無任何不利影響，相反假如電池反復(fù)傳輸高功率脈沖其壽命大打折扣。 超級(jí)電容器可以快速充電而電池快速充電則會(huì)受到損害。 超級(jí)電容器可以反復(fù)循環(huán)數(shù)十萬次，而電池壽命僅幾百個(gè)循環(huán)。 如何選擇超級(jí)電容器 超級(jí)電容器的兩個(gè)主要應(yīng)用：高功率脈沖應(yīng)用和瞬時(shí)功率保持。高功率脈沖應(yīng)用的特征：瞬時(shí)流向負(fù)載大電流;瞬時(shí)功率保持應(yīng)用的特征：要求持續(xù)向負(fù)載供應(yīng)功率，持續(xù)時(shí)間一般為幾秒或幾分鐘。瞬時(shí)功率保持的一個(gè)典型應(yīng)用：斷電時(shí)磁盤驅(qū)動(dòng)頭的復(fù)位。不

3、同的應(yīng)用對(duì)超電容的參數(shù)要求也是不同的。高功率脈沖應(yīng)用是利用超電容較小的內(nèi)阻(r)，而瞬時(shí)功率保持是利用超電容大的靜電容量(c)。 兩種計(jì)算公式和應(yīng)用實(shí)例 c(f)： 超電容的標(biāo)稱容量; r(ohms)： 超電容的標(biāo)稱內(nèi)阻; esr(ohms)：1kz下等效*電阻; uwork(v)： 在電路中的正常工作電壓 umin(v)： 要求器件工作的最小電壓; t(s)： 在電路中要求的保持時(shí)間或脈沖應(yīng)用中的脈沖持續(xù)時(shí)間; udrop(v)： 在放電或大電流脈沖結(jié)束時(shí)，總的電壓降; i(a)： 負(fù)載電流; 瞬時(shí)功率保持應(yīng)用 超電容容量的近似計(jì)算公式，該公式依據(jù)，保持所需能量=超電容削減能量。 保持期間所

4、需能量=1/2i(uwork+ umin)t; 超電容削減能量=1/2c(uwork2 -umin2)， 因而，可得其容量(忽視由ir引起的壓降)c=(uwork+ umin)t/(uwork2 -umin2) 實(shí)例： 假設(shè)磁帶驅(qū)動(dòng)的工作電壓5v，平安工作電壓3v。假如直流馬達(dá)要求0.5a保持2秒(可以平安工作)，那么,依據(jù)上公式可得其容量至少為0.5 f。 由于5v的電壓超過了單體電容器的標(biāo)稱工作電壓。因而，可以將兩電容器*。如兩相同的電容器*的話，那每只的電壓即是其標(biāo)稱電壓2.5v。 假如我們選擇標(biāo)稱容量是1f的電容器，兩串為0.5f。考慮到電容器-20%的容量偏差，這種選擇不能供應(yīng)足夠的

5、裕量。可以選擇標(biāo)稱容量是1.5f的電容器，能供應(yīng)1.5f/2=0.75f?？紤]-20%的容量偏差，最小值1.2f/2=0.6f。這種超級(jí)電容器供應(yīng)了充分的平安裕量。大電流脈沖后，磁帶驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)入小電流工作模式，用超電容剩余的能量。 在該實(shí)例中，均壓電路可以確保每只單體不超其額定電壓。 脈沖功率應(yīng)用 脈沖功率應(yīng)用的特征：和瞬時(shí)大電流相對(duì)的較小的持續(xù)電流。脈沖功率應(yīng)用的持續(xù)時(shí)間從1ms到幾秒。 設(shè)計(jì)分析假定脈沖期間超電容是唯一的能量供應(yīng)者。在該實(shí)例中總的壓降由兩部分組成：由電容器內(nèi)阻引起的瞬時(shí)電壓降和電容器在脈沖結(jié)束時(shí)壓降。關(guān)系如下： udrop=i(r+t/c) 上式表明電容器必需有較低的r和較高的

6、c壓降udrop才小。 對(duì)于多數(shù)脈沖功率應(yīng)用，r的值比c更重要。以2.5v1.5f為例。它的內(nèi)阻r可以用直流esr估量，標(biāo)稱是0.075ohms(dc esr=ac esr*1.5= 0.060ohms*1.5=0.090ohms)。額定容量是1.5f。對(duì)于一個(gè)0.001s的脈沖，t/c小于0.001ohms。即便是0.010的脈沖t/c也小于0.0067ohms，明顯r(0.090ohms)打算了上式的udrop輸出。 實(shí)例： gsm/gprs無線調(diào)制解調(diào)器需要一每間隔4.6ms達(dá)2a的電流，該電流持續(xù)0.6 ms。這種調(diào)制解調(diào)器現(xiàn)用在筆記本電腦的pcmcia卡上。筆記本的和pcmcia連接

7、的限制輸出電壓3.3v+/-0.3v筆記本供應(yīng)1a的電流。很多功率放大器(pa)要求3.0v的最小電壓。對(duì)于筆記本電腦輸出3.0v的電壓是可能的。到功率放大器的電壓必需先升到3.6v。在3.6v的工作電壓下(最小3.0v)，允許的壓降是0.6v。 選擇超級(jí)電容器(c：0.15f,ac esr：0.200ohms,dc esr：0.250ohms)。對(duì)于2a脈沖，電池供應(yīng)大約1a，超電容供應(yīng)剩余的1a。依據(jù)上面的公式，由內(nèi)阻引起的壓降：1a0.25ohms=0.25v。i(t/c)=0.04v它和由內(nèi)阻引起的壓降相比是小的。 結(jié)論 不管是功率保持還是功率脈沖應(yīng)用都可以用上公式計(jì)算.當(dāng)電路的工作電壓超過超電容的工作電壓時(shí)，可以用相同的電容器*.一般地，*應(yīng)當(dāng)保持平衡以確保電壓平均安排.在脈沖功率應(yīng)用中由超電容內(nèi)阻引起的壓降通常是次要因素。電容器超低的內(nèi)阻供應(yīng)一種克服傳統(tǒng)電池系統(tǒng)阻抗大的全新的解