为您的应用选择合适的超级电容器

电池和超级电容器经常在能量和功率方面进行比较。电池具有更高的密度(意味着它们能够每单位质量存储更多的能量),但超级电容器具有更高的功率密度(意味着它们可以更快地释放能量)。这使得超级电容器成为更快地存储和释放大量电力的最佳选择,但电池仍然是长时间存储大量能量的主要选择。
与其他电容器相比,超级电容器具有更高的电容值(但电压限制较低),因此它们基本上是电容器和电池之间的桥梁。与电容器相比,它们可以在单位质量上存储更多的能量。由于它们以静电方式工作,因此可以多次充电和放电。由于与电池相比,它们的内阻较低,因此它们的工作效率约为 98%。
超级电容器最适合的应用是用于关闭微型计算机和ram电源的备用设备,智能电表,poe网络设备,报警系统,加热器泵等。根据电源的备用电流,超级电容器具有不同的备份时间。下图显示了主要应用程序。
凯美解决方案
在选择所需的电容器之前,需要定义以下参数。
所需的备份时间
所需的备用电流
最小和最大工作电压
工作温度
所需尺寸
安装类型(表面贴装或通孔)
项目示例
客户需要一个超级电容器,在以下条件下能够承受150小时的备份时间:
vmin =2.5 v
最大电压 =5.5 v
备份 = 540na
请求的备份时间 t > 150 小时
85°c 环境温度 + 可选冷却系统 (-15°c) ➢ 需要 smd 超级电容器
溶液
所需电容的基本公式由下式给出:
计算所有其他参数后,客户似乎需要一个电容约为0.1f的超级电容器。
kemet提供以下超级电容器系列:
作为我们的燃料电池系列是唯一一个采用smd安装的系列,我们将不得不选择这个系列。
根据我们的目录,该系列的最大工作电压为 5.5vdc,与最大工作电压相同。
由于fc系列的温度高达70°c,因此必须对系统进行额外的冷却。
最合乎逻辑的是,我们会选择放电电容器为0.104f的fc24h0zftbr1。
但。。!
在选择合适的超级电容器时,还需要考虑其他参数。
压降
超级电容器的压降由直流电阻和备用电流决定。每个部件号的直流电阻值在我们的数据表中给出。
近似压降可通过以下公式计算:
其中rdc是超级电容器的直流电阻[ω] ibackup是备用电流[a]
当后备电流为1ma及以下时,没有潜在的压降,这意味着在这种情况下我们可以忽略压降,因为后备电流仅为540na。
漏电流
工作温度应该是影响超级电容器寿命的主要因素。如下图所示(所有部件的图表),漏电流随着工作温度的升高而显著上升。
由于漏电流是额外的电流消耗,因此在计算备用时间时,需要将备用电流和漏电流的总和相加。
由于在应用中可以进行冷却,因此我们将考虑工作温度为70°c。我们可以看到,在这种情况下,漏电流为4ua。
然后,您可以使用以下计算来计算能量将持续多长时间:
当考虑到漏电流时,我们现在可以看到,备份时间将大大减少到仅150小时,而不是要求的18小时。因此,需要选择具有更高电容值(几乎高出10倍)的电容器。
通过选择电容放电值为0f的fc105h44zftbr1,我们可以重新计算备份时间:
在这种情况下,备份时间为 183 小时,高于请求的 150 小时。即使计算电容侧15%的裕量,我们也能获得近155小时的备份时间。
我们也不应该忘记超级电容器的“寿命估算”。超级电容器的寿命定义为电容降低到初始值的70%的点,如下图所示:
结论
超级电容器所需的所需电容必须使用以下公式计算,同时考虑压降、漏电流和15%电容容差。


RK3588 VDD_CPU_LIT电源PCB设计
东风、吉利等车企因汽车管理被工信部点名
脑机接口领域向前迈出了一大步,脑机接口说出无言心声
32位MCU产品逐渐脱颖而出:走红2008
NE555构成的可调脉冲震荡器电路
为您的应用选择合适的超级电容器
十个方面来看一看智能城市如何助推经济发展
直线模组中对联轴器有区分吗?
重磅消息:中兴手机中国区总经理俞义方被调离
MELP语音编码的FPGA实现的系统框架
赛灵思XtremeDSP解决方案可快速高效发挥FPGA所有潜力
嵌入式工业级ISM5.8G无线图传模块应用场景介绍
开关电源工作原理及应用方案大全
中国企业数字化转型需掌握的5种战略是什么?
新型互联网生态研究的关键定义
Maxim推出宽带、多制式硅调谐器MAX3543
FDA批准首个可预测死亡的AI产品,可在发生致命事件6小时前发出预警
中国信通院2018年AR/VR白皮书正式公布
智慧医疗可以更好地利用大数据 改善医疗服务并降低成本
mostfun Pro—全球首款intel inside桌面级3D打印机开始众筹