在超級電容的應用中,很多用戶都遇到相同的問題,就是怎樣計算一定容量的超級電容在以一定電流放電時的放電時間,或者根據放電電流及放電時間,怎么選擇超級電容的容量,下面我們給出簡單的計算公司,用戶根據這個公式,就可以簡單地進行電容容量、放電電流、放電時間的推算,十分地方便。
法拉電容又叫做“超級電容”(supercapacitor,ultracapacitor),“雙電層電容”(ElectricalDoule-LayerCapacitor)、“黃金電容”等。它通過極化電解質來儲存電能,是一種電化學元件,但在其儲能的過程并不發生化學反應,這種儲能過程是可逆的,也正因為此,可以反復充放電數十萬次。
怎么測試法拉電容容量
可以使用恒流源測定時間常數,反推電容容量。里邊設計一些公式,如下文,在具體一點的我建議就要要請教專業人士了!
1:1F=1q/V(庫侖/伏特)。
如果說5.5V的話,1F電容,最大儲存5.5庫倫的電荷
1法拉的電容沖到5.5V計算e=0.5*c*U^2=0.5*1*5.5^2約等于12J吧 1J=1W/S,也就是說12W的用電器可以用一秒, 一般MP3等用電器都是零點零幾瓦特,如果10F的電容,差不多用個幾個小時吧。
2:法拉電容:功率密度高,可達300W/kg~5000W/kg,相當于普通電池的數十倍;比能量大大提高,鉛酸電池一般只能達到0.02kWh/kg,而超級電容電池目前研發已可達10 kWh/kg,試測一下電容的質量,來計算有多少W,再來根據負載判斷可行性。
3:橫流負載正如上所述,電容一般放電是一條線段,但是考慮到感性負載等,就不是了。
法拉電容的容量計算方法
C(F): 超電容的標稱容量;
R(Ohms):超電容的標稱內阻;
ESR(Ohms):1KZ下等效串聯電阻;
Vwork(V):正常工作電壓
Vmin(V): 截止工作電壓;
t(s):在電路中要求持續工作時間;
Vdrop(V):在放電或大電流脈沖結束時,總的電壓降;
I(A): 負載電流;
超電容容量的近似計算公式,
保持所需能量=超級電容減少的能量。
保持期間所需能量=1/2I(Vwork+ Vmin)t;
超電容減少能量=1/2C(Vwork2 -Vmin2),
因而,可得其容量(忽略由IR引起的壓降)
C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2)
舉例如下:
如單片機應用系統中,應用超級電容作為后備電源,在掉電后需要用超級電容維持100mA的電流,持續時間為10s,單片機系統截止工作電壓為4.2V,那么需要多大容量的超級電容能夠保證系統正常工作?
由以上公式可知:
工作起始電壓 Vwork=5V
工作截止電壓 Vmin=4.2V
工作時間 t=10s
工作電源 I=0.1A
那么所需的電容容量為:
C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2)
=(5+4.2)*0.1*10/(52 -4.22)
=1.25F
根據計算結果,可以選擇5.5V 1.5F電容就可以滿足需要了。