在超级电容的应用中,很多用户都遇到相同的问题,就是怎样计算一定容量的超级电容在以一定电流放电时的放电时间,或者根据放电电流及放电时间,怎么选择超级电容的容量,下面我们给出简单的计算公司,用户根据这个公式,就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算,十分地方便。
法拉电容又叫做“超级电容”(supercapacitor,ultracapacitor),“双电层电容”(ElectricalDoule-LayerCapacitor)、“黄金电容”等。它通过极化电解质来储存电能,是一种电化学元件,但在其储能的过程并不发生化学反应,这种储能过程是可逆的,也正因为此,可以反复充放电数十万次。
可以使用恒流源测定时间常数,反推电容容量。里边设计一些公式,如下文,在具体一点的我建议就要要请教专业人士了!
1:1F=1q/V(库仑/伏特)。
如果说5.5V的话,1F电容,最大储存5.5库伦的电荷
1法拉的电容冲到5.5V计算e=0.5*c*U^2=0.5*1*5.5^2约等于12J吧 1J=1W/S,也就是说12W的用电器可以用一秒, 一般MP3等用电器都是零点零几瓦特,如果10F的电容,差不多用个几个小时吧。
2:法拉电容:功率密度高,可达300W/kg~5000W/kg,相当于普通电池的数十倍;比能量大大提高,铅酸电池一般只能达到0.02kWh/kg,而超级电容电池目前研发已可达10 kWh/kg,试测一下电容的质量,来计算有多少W,再来根据负载判断可行性。
3:横流负载正如上所述,电容一般放电是一条线段,但是考虑到感性负载等,就不是了。
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;
Vwork(V):正常工作电压
Vmin(V): 截止工作电压;
t(s):在电路中要求持续工作时间;
Vdrop(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,
保持所需能量=超级电容减少的能量。
保持期间所需能量=1/2I(Vwork+ Vmin)t;
超电容减少能量=1/2C(Vwork2 -Vmin2),
因而,可得其容量(忽略由IR引起的压降)
C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2)
如单片机应用系统中,应用超级电容作为后备电源,在掉电后需要用超级电容维持100mA的电流,持续时间为10s,单片机系统截止工作电压为4.2V,那么需要多大容量的超级电容能够保证系统正常工作?
由以上公式可知:
工作起始电压 Vwork=5V
工作截止电压 Vmin=4.2V
工作时间 t=10s
工作电源 I=0.1A
那么所需的电容容量为:
C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2)
=(5+4.2)*0.1*10/(52 -4.22)
=1.25F
根据计算结果,可以选择5.5V 1.5F电容就可以满足需要了。
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法拉电容 电容容量
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