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如何正確使用超級電容

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:2942次  |  2018年07月30日  

超級電容器具有非常廣泛的用途。與燃料電池等高能量密度物質(zhì)相結(jié)合,超級電容器提供快速的能量釋放,滿足高功率的需求,從而使燃料電池可以僅作為能量源的使用。目前,超級電容器的能量密度可高達(dá)20kW/kg,并已經(jīng)開始搶占傳統(tǒng)電容器和電池之間的市場。


在要求高可靠性而對能量要求不高的應(yīng)用中,可以用超級電容器來取代傳統(tǒng)電池,也可以將超級電容器和電池結(jié)合起來,應(yīng)用在對能量有要求很高的場合,而可以采用體積更小、更經(jīng)濟(jì)的電池。


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超級電容器的ESR值很低,從而可以輸出更大的電流,也可以快速的吸收大電流。同化學(xué)充電原理相比,超級電容器的工作原理使這種產(chǎn)品性能更穩(wěn)定,因此,超級電容器的使用壽命會(huì)更長。對于像電動(dòng)工具、玩具這種需要快速充電的設(shè)備來說,超級電容器無疑是最理想的電源。


一些產(chǎn)品適合采用電池、超級電容器的混合系統(tǒng),超級電容器的使用可以避免為了獲得更多能量而使用大體積的電池。如消費(fèi)電子產(chǎn)品中的數(shù)碼相機(jī)就是例子,超級電容器的使用使數(shù)碼相機(jī)可以采用更便宜的堿性電池而不是使用昂貴的Li離子電池。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

超級電容器單元cell的額定電壓范圍為2.5~2.7V,因此,很多應(yīng)用中需要使用多個(gè)超級電容器單元。當(dāng)串聯(lián)這些單元時(shí),設(shè)計(jì)工程師需要考慮單元間的平衡和充電情況。


任何超級電容器都會(huì)在通電情況下,通過內(nèi)部并聯(lián)電阻放電,這個(gè)放電電流稱為漏電流,它影響超級電容器單元的自放電。同某些二級電池技術(shù)相似,超級電容器的電壓在串聯(lián)使用時(shí)也需要平衡,因?yàn)槌夒娙荽嬖诼╇娏鳎瑑?nèi)部并聯(lián)電阻的大小決定串聯(lián)的超級電容器單元上的電壓分配。當(dāng)超級電容器的電壓穩(wěn)定后,各個(gè)單元上的電壓將隨著漏電流不同而發(fā)生變化,而不是隨著容值不同而變化。漏電流越大,額定電壓就越小,反之,漏電流小,額定電壓就高。這是因?yàn)椋╇娏鲿?huì)造成超級電容器單元的放電,使電壓降低,而這個(gè)電壓會(huì)隨后影響和它串聯(lián)在一起的其他單元的電壓,這里假定這些串連的單元都使用同一個(gè)恒定電壓供電。


為了補(bǔ)償漏電流變化,常采用的方法就是在每一個(gè)單元旁邊并聯(lián)一個(gè)電阻,去控制整個(gè)單元的漏電流。這種方法有效地降低了各單元之間的相應(yīng)并聯(lián)電阻的變化。


另一個(gè)推薦使用的方法是主動(dòng)單元平衡法activecell-balancing,使用這種方法,每一個(gè)單元都會(huì)被主動(dòng)的監(jiān)視,當(dāng)有電壓變化時(shí),即進(jìn)行互相的平衡。這種方法可以降低單元上的任何額外負(fù)載,使工作效率大大提高。


如果電壓超過單元額定電壓,將會(huì)縮短單元使用壽命。對于高可靠性超級電容器來說,如何維持電壓在要求范圍內(nèi)是關(guān)鍵的一點(diǎn),必須控制充電電壓,以保證它不能超過每個(gè)單元額定電壓。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

1、超級電容器具有固定的極性。在使用前,應(yīng)確認(rèn)極性。


2、超級電容器應(yīng)在標(biāo)稱電壓下使用:


當(dāng)電容器電壓超過標(biāo)稱電壓時(shí),將會(huì)導(dǎo)致電解液分解,同時(shí)電容器會(huì)發(fā)熱,容量下降,而且內(nèi)阻增加,壽命縮短,在某些情況下,可導(dǎo)致電容器性能崩潰。


3、超級電容器不可應(yīng)用于高頻率充放電的電路中,高頻率的快速充放電會(huì)導(dǎo)致電容器內(nèi)部發(fā)熱,容量衰減,內(nèi)阻增加,在某些情況下會(huì)導(dǎo)致電容器性能崩潰。


4、超級電容器的壽命:


外界環(huán)境溫度對于超級電容器的壽命有著重要的影響。電容器應(yīng)盡量遠(yuǎn)離熱源。


5、當(dāng)超級電容器被用做后備電源時(shí)的電壓降:


由于超級電容器具有內(nèi)阻較大的特點(diǎn),在放電的瞬間存在電壓降,ΔV=IR。


6、使用中環(huán)境氣體:


超級電容器不可處于相對濕度大于85%或含有有毒氣體的場所,這些環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致引線及電容器殼體腐蝕,導(dǎo)致斷路。


7、超級電容器的存放:


超級電容器不能置于高溫、高濕的環(huán)境中,應(yīng)在溫度-30+50℃、相對濕度小于60%的環(huán)境下儲(chǔ)存,避免溫度驟升驟降,因?yàn)檫@樣會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品損壞。


8、超級電容器在雙面線路板上的使用:


當(dāng)超級電容器用于雙面電路板上,需要注意連接處不可經(jīng)過電容器可觸及的地方,由于超級電容器的安裝方式,會(huì)導(dǎo)致短路現(xiàn)象。


9、當(dāng)把電容器焊接在線路板上時(shí),不可將電容器殼體接觸到線路板上,不然焊接物會(huì)滲入至電容器穿線孔內(nèi),對電容器性能產(chǎn)生影響。


10、安裝超級電容器后,不可強(qiáng)行傾斜或扭動(dòng)電容器,這樣會(huì)導(dǎo)致電容器引線松動(dòng),導(dǎo)致性能劣化。


11、在焊接過程中避免使電容器過熱:


若在焊接中使電容器出現(xiàn)過熱現(xiàn)象,會(huì)降低電容器的使用壽命,例如:如果使用厚度為1.6mm的印刷線路板,焊接過程應(yīng)為260℃,時(shí)間不超過5s。


12、焊接后的清洗:


在電容器經(jīng)過焊接后,線路板及電容器需要經(jīng)過清洗,因?yàn)槟承╇s質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致電容器短路。


13、將電容器串聯(lián)使用時(shí):


當(dāng)超級電容器進(jìn)行串聯(lián)使用時(shí),存在單體間的電壓均衡問題,單純的串聯(lián)會(huì)導(dǎo)致某個(gè)或幾個(gè)單體電容器過壓,從而損壞這些電容器,整體性能受到影響,故在電容器進(jìn)行串聯(lián)使用時(shí),需得到廠家的技術(shù)支持。


14、其他:


在使用超級電容器的過程中出現(xiàn)的其他應(yīng)用上的問題,請向生產(chǎn)廠家咨詢或參照超級電容器使用說明的相關(guān)技術(shù)資料執(zhí)行。

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