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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)載提供功率,，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),。
下面提供了兩種計(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下等效串聯(lián)電阻,；
Uwork(V)： 在電路中的正常工作電壓
Umin(V)： 要求器件工作的小電壓；
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,，該公式根據(jù),，保持所需能量=超電容減少能量。
保持期間所需能量=1/2I(Uwork+ Umin)t,；
超電容減少能量=1/2C(Uwork2 -Umin2),，
因而，可得其容量(忽略由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,，安全工作電壓3V,。如果直流馬達(dá)要求0.保持2秒（可以安全工作），那么,根據(jù)上公式可得其容量至少為0.5 F,。
因?yàn)?V的電壓超過(guò)了單體電容器的標(biāo)稱工作電壓,。因而，可以將兩電容器串聯(lián),。如兩相同的電容器串聯(lián)的話,，那每只的電壓即是其標(biāo)稱電壓2.5V。
如果我們選擇標(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,，這種選擇不能提供足夠的裕量,。可以選擇標(biāo)稱容量是1.5F的電容器,，能提供1.5F/2=0.75F,。考慮－20％的容量偏差,，小值1.2F/2＝0.6F,。這種超級(jí)電容器提供了充足的安全裕量。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 的能量提供者,。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)
上式表明電容器必須有較低的R和較高的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估計(jì),，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，顯然R（0.090Ohms）決定了上式的Udrop輸出,。
實(shí)例：
GSM/GPRS無(wú)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連接的限制輸出電壓3.3V+/-0.3V筆記本提供1A的電流,。許多功率放大器（PA）要求3.0V的小電壓。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須先升到3.6V,。在3.6V的工作電壓下（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，電池提供大約1A,，超電容提供剩余的1A,。根據(jù)上面的公式，由內(nèi)阻引起的壓降：1A×0.25Ohms=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(guò)超電容的工作電壓時(shí)，可以用相同的電容器串聯(lián)．一般地,，串聯(lián)應(yīng)該保持平衡以確保電壓平均分配．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)阻提供一種克服傳統(tǒng)電池系統(tǒng)阻抗大的全新的解決方案