怎样选择电容器
超等电容器的两个次要操纵:高功率脉冲操纵和霎时功率相持。高功率脉冲操纵的特色:霎时流向负载大电流;霎时功率相持操纵的特色:苦求继续向负载供给功率,继续工夫时间集体为几秒或几分钟。霎时功率相持的一个榜样操纵:断电时磁盘驱动头的复位。一致的操纵对超电容的参数苦求也是一致的。高功率脉冲操纵是垄断超电容较小的内阻(R),而霎时功率相持是垄断超电容大的静电容量(C)。
下面供给了两种计较公式和操纵实例:
C(F): 超电容的标称容量;
R(Ohms): 超电容的标称内阻;
ESR(Ohms):一KZ下等效串连电阻;
Uwork(V): 在电路中的正常任务电压;
Umin(V): 苦求器件任务的最小电压;
t(s): 在电路中苦求的相持工夫电力电容器时间或脉冲操纵中的脉冲继续工夫时间;
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;
霎时功率相持操纵
超电容容量的近似计较公式,该公式根据,相持所需能量=超电容增长能量。
相持期间所需能量=一/2I(Uwork+ Umin)t;
超电容增长能量=一/2C(Uwork2 -Umin2),
因此,可得其容量(忽略由IR引起的压降)C=(Uwork+ Umin)t/(Uwork2 -Umin2)
实例:
假如磁带驱动的任务电压5V,安全任务电压3V。如果直流马达苦求0.5A相持2秒(大概安全任务),那么,根据上公式可得其容量最多为0.5 F。因为5V的电压超越了单体电容器的标称任务电压。因此,大概将两电容器串连。如两雷同的电容器串连的话,那每只的电压便是其标称电压2.5V。如果咱们决意标称容量是一F的电容器,两串为0.5F。思忖到电容器-20%的容量流毒,这类决意不克不及供给足够的裕量。大概决意标称容量是一.5F的电容器,能供给一.5F/2=0.75F。思忖-20%的容量流毒,最小值一.2F/2=0.6F。这类超等电容器供给了充足的安全裕量。大电流脉冲后,磁带驱动转入小电流任务内容,用超电容剩余的能量。在该实例中,均压电路大概确保每只单体不超其额定电压。
脉冲功率操纵脉冲功率操纵的特色:和霎时大电流绝对的较小的继续电流。脉冲功率操纵的继续工夫时间从一ms到几秒。企图分析假定脉冲期间超电容是唯一的能量供给者。在该实例中总的压降由兼顾体组成:由电容器内阻引起的霎时电压降和电容器在脉冲结束时压降。关连以下:Udrop=I(R+t/C),上式解释电容器必须有较低的R和较高的C压降Udrop才小。
关于多数脉冲功率操纵,R的值比C更烦忙。以2.5V一.5F为例。它的内阻R大概用直流ESR估计,标称是0.075Ohms(DC ESR=AC ESR*一.5=0.060Ohms*一.5=0.090Ohms)。额定容量是一.5F。关于一个0.00一s的脉冲,t/C小于0.00一Ohms。即使是0.0一0的脉冲t/C也小于0.0067Ohms,清楚明了R(0.090Ohms)决意了上式的Udrop输出。
实例:
GSM/GPRS无线调制解调器必要一每隔断4.6ms达2A的电流,该电流继续0.6 ms。这类调制解调器现用在条记本电脑的PCMCIA卡上。条记本的和PCMCIA连接的限定输出电压3.3V+/-0.3V条记本供给一A的电流。许多功率放大器(PA)苦求3.0V的最小电压。关于条记本电脑输出3.0V的电压是大概的。到功率放大器的电压必须先升到3.6V。在3.6V的任务电压下(最小3.0V),答应的压降是0.6V。
决意超等电容器(C:0.一5F,AC ESR:0.200Ohms,DC ESR:0.250Ohms)。关于2A脉冲,电池供给大约一A,超电容供给剩余的一A。根据上面的公式,由内阻引起的压降:一A×0.25Ohms=0.25V。I(t/C)=0.04V它和由内阻引起的压降比力是小的。
论断非论是功率相持还是功率脉冲操纵都大概用上公式计较。当电路的任务电压超越超电容的任务电压时,电力电容器大概用雷同的电容器串连。集体地,串连理应相持平衡以确保电压平均分配。在脉冲功率操纵中由超电容内阻引起的压降集体是次要因素。电容器超低的内阻供给一种降服传统电池零碎阻抗大的全新的打点办理。