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如果大家有印象的話,，第一次聽到“超級電容”這個詞應(yīng)該是在初三的物理課本中電學(xué)那一塊，這是阿昆我的第一記憶（不知道對錯,，大家可以驗(yàn)證一下）,。 電子專業(yè)的朋友對于電容是再熟悉不過的，平時接觸的最多的就是普通陶瓷電容,、電解電容,、鉭電容等，容量從幾PF（皮法）到幾千uF都有,。 電容的單位有pF,nf,、uF、F,，他們之間是什么關(guān)系呢,？ 1F=1000000uF 1uF=1000nF 1nF=1000pF 1F=1000000000000pF(數(shù)不過來）  這些貼片小電容容量一般從幾PF到10多uF.  而這一類電解電容的容量從幾十uF到上千uF 平常的電路中應(yīng)用到的電容一般容量是從pF-uF級別,，而F（也就是法拉）這個單位只有在我們今天聊的”超級電容“（EDLC)中存在,。    如上圖,，都是幾種超級電容的外形。他們的容量一般是以F為單位了,。   上圖是超級電容在電路板中的一個典型應(yīng)用 ，就是給芯片供電,，確保即使電源斷電過程中也能保持時鐘（時間）信息,。如果有經(jīng)驗(yàn)的朋友會注意到平時我們的電子手表、電子記事本,，即使沒有電幾天,，只要重裝新裝電池，時間也又恢復(fù)正常準(zhǔn)確,，那就是因?yàn)橛谐夒娙莸拇嬖?，它利用他的電能保持了芯片的時鐘信息一直處于工作狀態(tài)。其實(shí)電腦主板上也有一個紐扣電池,，那個是保持電腦BISO信息的,，就算關(guān)電，電腦的相關(guān)啟動設(shè)置信息還是在電腦中存儲著的,。原理是一樣,，這個電池就相當(dāng)于紐扣電池。  簡單地說，超級電容是一種容量非常非常非常巨大的電容（和我們普通用的電容比）,。 常規(guī)情況上,，我們可以將超級電容看作是一個可充電電池，因?yàn)槿萘烤薮?，可以存儲更多電荷,。超級電容與電解電容的最大區(qū)別是其電子雙層架構(gòu)，它能實(shí)現(xiàn)更高的容量,。 電容值在數(shù)十法拉左右的早期超級電容體積較大，主要用于大型電源設(shè)備,。小體積低電壓的超級電容則常用作消費(fèi)電子設(shè)備中的短期備用電源（如上案例）,。 下面根據(jù)某廠商生產(chǎn)的超級電容來介紹一下超級電容EDLC的相關(guān)參數(shù)特性,，供大家參考。 1,、特性
2、壽命 超級電容具有二次電池更長久的壽命,，但壽命也不是無限長的,。其壽命的終止失效模式為等效串聯(lián)電阻ESR升高，或容量降低,。實(shí)際的終止壽命取決于實(shí)用應(yīng)用要求。 長期置于高溫,，高電壓和高電流將會導(dǎo)致ESR升高或容量降低,。這些參數(shù)降低可以延長超級電容的使用壽命。 圓筒型的EDLC具有與電解電容相類似的構(gòu)造,、電解液,、鋁殼和膠料。多年使用后,，EDLC內(nèi)電解液也會干涸,。同電解電容一樣，導(dǎo)致ESR升高,，壽命終止,。  3,、電壓 EDLC同普通的電容一樣，是有額定的工作電壓,。電壓值是基于其在最高額定溫度下最長壽命來設(shè)定,。如果使用電壓超出了推薦電壓，結(jié)果會導(dǎo)致壽命縮短,。如果電壓持續(xù)高,，EDLC內(nèi)將會產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致漏液或防爆破裂,。 4,、極性 EDLC的電極設(shè)計(jì)具有相對稱的特性，兩極有相似的成本,。在超級電容初次組裝時,，任一電極都可定為正極或負(fù)極。但在100%質(zhì)量測試時第一次充電,，其電極將會形成極性化,。每一個超級電容負(fù)極框或符號來標(biāo)識極性,。盡管可以降低到零電壓，其電極還是會保留非常少的電荷,。雖然之前充電的EDLC會放電至-2.5V,，且在容量或ESR方而至極低，但還是不應(yīng)該進(jìn)行反極使用,。 在一方向上保留的電荷越久,，EDLC就變的越極性化。如果一方向上長期充電后再反向充電,，EDLC的壽命將會大大縮短,。 5、環(huán)境溫度 EDLC超級電容根據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)分了DRE（高能量高密度,、DRL（高能量大功率低阻抗）等類別,。其中DRE系列對電容的標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍是-25度--70度，DRL系列電容的標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍為-40度到60度,。溫度以及電壓會對EDLC壽命有影響,。 一般來說，溫度每升高10度,，EDLC就會縮短一半,。因此，盡可能在最低溫度下使用EDLC以降低內(nèi)部劣化與ESR電阻升高,。 在低于室溫下,，可使用稍高于額定工作電壓而不造成內(nèi)部劣化和壽命縮短。 在低溫下提升使用電壓可抵消ESR的升高,。 高溫下ESR的升高會導(dǎo)致EDLC永久性劣化電解分解,。 在低溫下，因電解液粘性的提升及離子移動,，ESR升高只是一種短暫現(xiàn)象,。 6、放電特性 超級電容EDLC放電時電壓呈斜線,。在確定應(yīng)用時的容量與ESR要求時,，考慮耐壓放電和電容性放電成分是很重要的。在高脈沖電流應(yīng)用時,，內(nèi)阻值（ESR）是最為關(guān)鍵的,。在低電流長時間應(yīng)用時，電容放電特性最為關(guān)鍵,。 在I電流下放電t秒時,，電壓降低Ｖdrop公式為： Vdrop=I(R t/C) 在脈沖電池應(yīng)用時，需使用ESR低的超級電容。 在低電流應(yīng)用時,，應(yīng)使用高容量的超級電容,。 7、充電特性 EDLC超級電容可用各種方法充電,，包括恒定電流,，恒定功率，恒定電壓或與能量存儲器,、如電池,、直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行并聯(lián)。 如果EDLC與電池并聯(lián),，加一個低阻值串聯(lián)電阻將會提升電池的壽命,。 如果使用串聯(lián)電阻，需確保EDLC電壓輸出端是直接與應(yīng)用器連接,，而不是通過電阻與應(yīng)用器連接,，否則EDLC的低ESR無效。在高脈沖電流放電時,，許多電池系統(tǒng)壽命會降低。 EDLC建議最大的充電電流I按以下方式計(jì)算： VW為充電電壓,，R為超級電容的ESR I=VW/5R 持續(xù)大電流或高電壓充電,，EDLC將過度發(fā)熱。過度發(fā)熱會導(dǎo)致ESR提升,。氣體產(chǎn)生,，壽命縮短，漏液,。如果要使用高于額定值的電流或電壓充電需與產(chǎn)家聯(lián)系,。 8、自放電與漏電流 以不同方法進(jìn)行測量時自放電和漏電流在本質(zhì)上是相同的,，因?yàn)镋DLC在構(gòu)造上,，從正極到負(fù)極具體高的耐電流特性。也即說為保留電容電荷,，需要少量的額外電流,，此稱為漏電流。 當(dāng)充電電壓移除,，電容不在負(fù)荷時,，額外的電流會促使EDLC放電，此稱為自放電電流,。 為測量實(shí)際的漏電流或自放電數(shù)值,，因構(gòu)造原因，EDLC必需充電100小時以上。EDLC可模擬為幾個并聯(lián)的電容,。每一個都有不同的ESR阻值,。低串聯(lián)電阻值的電容器能迅速充電從而提升終端電壓達(dá)到充電電壓值的一個水平。但在充電電壓移除時,，如果這些并聯(lián)的電容器之中有未完全充電的話,，電容器將會放電到具有較高串聯(lián)電阻的并聯(lián)電容器中。結(jié)果就是終端電壓將會降低,，形成高自放電電流,。需注意容量越高，完全充電時間越久,。 9,、EDLC系列設(shè)置 單個DRE系列的超級電容電壓限制為2.5V，DRL系列的限制在2.7V,。因許多應(yīng)用要求高電壓,，EDLC可設(shè)計(jì)為串聯(lián)以提升工作電壓。確保單一的EDLC的電壓不超過其最大的額定工作電壓是很重要的,。否則會導(dǎo)致電解液分解,，氣體產(chǎn)生，ESR升高,，壽命縮短,。 充電和放電時，在穩(wěn)壓下因容量和漏電流差異,，將會產(chǎn)生電容器電壓不平衡現(xiàn)象,。在充電時，串聯(lián)電容器將起到電壓分配作用,，因此低容值單體將會承受更大的電壓,。例如：2個1F電容器進(jìn)行并聯(lián)，一個電容器容量為20%,，一個為-20%,，電壓通過電容器最差性況為： VCAP2=VS×（CAP１/(CAP1 CAP2) 其中CAP1具備20%容量 VS=5V VCAP2=5*（1.2/(1.2 0.8))=3V 從以上可看出，為避免超出3V浪涌電壓范圍,，串聯(lián)電容器的容量值應(yīng)在20%公差范圍內(nèi),。在選擇上，一個合適 的主動電壓平衡電路可用來降低因容值不平衡而產(chǎn)生的電壓不平衡,。需注意到大多數(shù)的電壓平衡方法都取決于具體應(yīng)用,。 10、被動電壓平衡 被動電壓平衡可用電壓分配電阻與每個個EDLC并聯(lián)實(shí)現(xiàn),。這可讓電流從高電壓到EDLC上流至低電壓的EDLC上從而實(shí)現(xiàn)電壓平衡,。最重要的是選擇平衡電阻值以提供EDLC更高電流的流動而不增加EDCL漏電流,。需記住在高溫下漏電流是會上升的。 被動電壓平衡只在不經(jīng)常進(jìn)行充放電使用和使用能承受平衡電阻的額外電流負(fù)載時推薦使用,。建議選擇的平衡電阻應(yīng)有提供最差EDLC漏電流50倍以上的額外電流（根據(jù)最高使用溫度選擇3.3K-22K電阻）,。盡管更大阻值平衡電阻在大多數(shù)情況下也能工作，但其不可能在不匹配的電容器串聯(lián)時起到保護(hù)作用,。 11,、主動電壓平衡 主動電壓平衡電路能使串聯(lián)的EDLC的電壓與額定電壓驅(qū)同而不管有多少電壓不平衡產(chǎn)生。同時確保在穩(wěn)態(tài)情況下準(zhǔn)確的電壓平衡電路能有效降低電流,，而且只在電容電壓發(fā)生不平衡時才要求更大電流,。這些使得主動電壓平衡電路是EDLC頻繁充放電衣如電池等能量組件使用最理想電路。 12,、逆向電壓防護(hù) 當(dāng)串聯(lián)EDLC迅速放電,，容量值低的電容器之上的電壓將潛在的地變?yōu)樨?fù)壓。如之解釋,，此時不希望出現(xiàn)的且會縮短EDLC的壽命,。一種簡單的防護(hù)逆向電壓的方法是在電容器上增加一個二極管。使用適當(dāng)?shù)念~定的限流二極管代替標(biāo)準(zhǔn)二極管,，還可以保護(hù)EDLC出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象,。需謹(jǐn)慎的是確保二極管能承受電源的峰值電流。 13,、手工焊接 鉻鐵溫度建議低于350度,，焊接持續(xù)時間少于4秒 14、波峰焊 最多給PCB預(yù)熱60秒,，浸錫達(dá)到0.8MM或更厚。預(yù)熱溫度低于100度
15,、回流焊 除非有明確的回流焊溫度,，否則不要對EDLC使用回流焊接，而應(yīng)使用紅外線或傳送烤爐加熱方法進(jìn)行,。 16,、紋波電流 EDLC相對于其它超級電容來說有很低的電阻，相比鋁電解電容有更高的電阻且在紋波電流之中容易受到內(nèi)部熱量的影響而使用ESR升高,，壽命縮短,。為確保壽命，建議最大紋波電流不應(yīng)使用EDLC表面溫度升高3度,。 17,、電路板設(shè)計(jì) 盡量避免清潔電路板，,，需清潔,，使用標(biāo)準(zhǔn)電路板清潔液通過無靜電或超音波浸漬方法清潔，時間不超過5分鐘，最高溫度不高于60度,。其實(shí)和普通鋁電解電容一樣對待即可,。 18、長期存儲 不要長期在以下環(huán)境中存儲EDLC
19,、運(yùn)輸信息 EDLC未受到運(yùn)輸部和IATA的規(guī)定。正確的國際運(yùn)輸描述是“電子產(chǎn)品-電容器” 20,、某廠家的超級電容系列表  這是某超級電容廠商制造的幾個超級電容系列,，供不同應(yīng)用需求選擇,。  這是某型號超級電容具體參數(shù)指標(biāo) 這是具體料號的具體參數(shù)信息 |
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