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1、超级电容容量及放电时间计算方法(一)超级电容器的两个主要应用:高功率脉冲应用和瞬时功率保持。高功率脉冲应用的特征:瞬时流向负载大电流。瞬时功率保持应用的特征:要求持续向负载提供功率,持续时间一般为几秒或几分钟。瞬时功率保持的一个典型应用:断电时磁盘驱动头的复位。不同的应用对超电容的参数要求也是不同的。高功率脉冲应用是利用超电容较小的内阻(R),而瞬时功率保持是利用超电容大的静电容量(C)。下面提供了两种计算公式和应用实例:C(F):超电容的标称容量;R(Ohms):超电容的标称内阻;ESR(Ohms):1KZ下等效串联电阻;Uwork(V):在电路中的正常工作电压Umin(V):要求器件工作的
2、最小电压;t(s):在电路中要求的保持时间或脉冲应用中的脉冲持续时间;Udrop(V):在放电或大电流脉冲结束时,总的电压降;I(A):负载电流;超电容容量的近似计算公式,该公式根据,保持所需能量=超电容减少能量。保持期间所需能量=l/2I(Uwork+Umin)t;超电容减少能量=1/2C(Uwork2-Umin2),因而,可得其容量(忽略由IR引起的压降)C=(Uwork+Umin)It/(Uwork*Uwork-Umin*Umin)实例:假设磁带驱动的工作电压5V,安全工作电压3V。如果直流马达要求0.5A保持2秒(可以安全工作),问需要选用多大容量的超级电容?解:C=(Uwork+Umin)It/(Uwork*Uwork-Umin*Umin)=(5+3)*0.2*2/(5*5-3*3)=0.5F因为5V的电压超过了单体电容器的标称工作电压。因而,可以将两电容器串联。如两相同的电容器串联的话,那每只的电压即是其标称电压2.5V。如果我们选择标称容量是1F的电容器,两串为0.5F。考虑到电容器20的容量偏差,这种选择不能提供足够的裕量。可以选择标称容量是1.5F的电容器,能提供1.5F/2=0.75F。考虑一20%的容量偏差,最小值1.2F/2=0.6F。这种超级电容器提供了充足的安全裕量。大电流脉冲后,磁带驱动转入小电流工作模式,用超电容剩余的能量。