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法拉电容根本观点
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根本观点


寿命Lifetime

  法拉电容具有比二次电池更长的利用寿命,但它的利用寿命并不是无穷的,法拉电容的根本生效情势是电容内阻的增长(ESR)与(或)电容容量的低落,电容实践的生效情势每每与用户的使用有关,临时过温(温度)过压(电压),大概频仍大电放逐电都市招致电容内阻的增长大概容量的增加。在划定的参数范畴内利用法拉电容可以无效延伸法拉电容的寿命。通常,法拉电容具有与平凡电解电容相似的布局,都是在一个铝壳内密封了液体电解液,多少年当前,电解液会渐渐干枯,这一点与平凡电解电容一样,这会招致电容内阻的增长,并使电容彻底生效。
电压Voltage
  法拉电容具有一个保举的事情电压大概******事情电压,这个值是依据电容在最高设定温度下最长波动事情工夫来确定的。假如使用电压高于保举电压,将延长电容的寿命,假如过压比力长的工夫,电容外部的电解液将会剖析构成气体,当气体的压力渐渐加强时,电容的宁静孔将会决裂大概突破。短工夫的过压对电容而言是可以容忍的。
极性Polarity
  法拉电容接纳对称电极设计,也就说,它们具有相似的布局。当电容初次拆卸时,每一个电极都可以被当成正极大概负极,一旦电容被第一次100%充溢电时,电容就酿成了有极性了,每一个法拉电容在外壳上都有一个负极的标记大概标识。固然它们可以被短路以使电压低落到零伏,但电极仍然保存很少一局部的电荷,此时变更极性是不保举的。电容依照一个偏向被充电的工夫越长,它们的极性就变得越强,假如一个电容永劫间依照一个偏向充电后变更极性,那么电容的寿命将会被延长。
情况温度Ambient Temperature
  法拉电容的正常操纵温度是–25°C to 70°C,温度与电压的联合是影响法拉电容寿命的紧张要素。通常状况下,法拉电容的温度每降低10°C,电容的寿命将低落1%大概2%,也就说,在大概的状况下,尽大概低落法拉电容的利用温度,以低落电容的衰减与内阻的降低,假如不行能低落利用温度,那么可以低落电压以抵消低温对电容的负面影响。好比,假如电容的事情电压低落为1.8V,那么电容可以事情于85°C低温下。假如在低于室温的条件下利用法拉电容,那么可以使法拉电容事情于高于指定的电压,而不会加速法拉电容外部的退步并影响法拉电容的寿命,在高温下进步法拉电容的事情电压,可以无效地抵消法拉电容在高温下内阻的降低。在低温状况下,电容内阻会降低,此变革是永世的,不行逆的(电解液已剖析),在高温下,电容内阻的降低是临时征象,由于高温下,电解液的黏稠性降低,低落了离子的活动速率。
放电Discharge Characteristics
  法拉电容放电时,会依照一条斜率曲线放电,当一个使用明白了电容的容量与内阻要求后,最紧张的便是必要理解电阻及容量对放电特征的影响。在脉冲使用中,电阻是最紧张的要素,在小电流使用中,容量又是最紧张的要素。盘算公式如下: 
Vdrop = I(R + t/C )
此中Vdrop是肇始事情电压与停止事情电压之差,I是放电电流,R是电容的直流内阻,t是放电工夫,C是电容容量
在脉冲使用中,由于刹时电流很大,为增加电压跌落,选用低内阻(ESR)的法拉电容(R值),在小电流使用中,为低落电压跌落,必要选用大容量的法拉电容(C值)。
充电Charge Methods
  法拉电容具有多种充电情势,好比恒流、恒功率、恒压等,大概与电源并列,好比电池、燃料电池、DC变更器等。假如一个电容与一个电池并联,那么在电容回路中串联一个电阻将低落电容的充电电流,并进步电池的利用寿命。假如串联了电阻,那么要包管电容的电压输入是间接与负载毗连,而没有颠末电阻,不然电容的低内阻特征将是有效的。许多电池体系不容许刹时大电放逐电,不然会影响到电池的寿命。一只电容最大的保举充电电流盘算公式如下:
I = Vw/5R
此中I是保举的最大充电电流,VW是充电电压,R是电容的直流内阻。
法拉电容
电容继续接纳大电流大概过压充电,会惹起电容热,过热会招致电容内阻增长、电解液剖析发生气体、延长寿命、泄电流增长大概电容决裂。
自放电与泄电流Self Discharge and Leakage Current
  自放电与自泄电实质上是一样的,针对法拉电容的布局,相称于在电容外部的正极与负极之间有一条高阻电流畅道,这就意味着在电容充电的时分,同时会有一个分外的附加电流,当在充电的时分,ag亚洲可以将此电流当成泄电流;当移去充电电压后,同时电容没有毗连负载,这个电流使电容处于放电形态,此时ag亚洲将此电流当作自放电电流。
为了牢靠地丈量泄电流大概自放电电流,电容必需被一连充电100小时以上,这异样是由电容的布局决议的。法拉电容的模子可以当成几只差别内阻的法拉电容的并联,当充电时,低内阻的法拉电容充电速率快,电压很快上升至与充电电压相称,当充电电压移去后,假如高内阻的法拉电容还没有被充溢,低内阻的法拉电容开端向并联的高内阻法拉电容放电,如许电容两头的电压降落就会比力快,给人的印象是电容具有比力大的自放电,必需留意的是:当电容容量越大,电容被充溢所需的工夫就会越长。
电容串联Series Configurations of Supercapacitors
  单体法拉电容的电压一样平常为2.5V大概2.7V,在很多使用中,必要比力高的电压,如许可以利用串联的办法来进步电容电压,必需留意,在串联使用中,每一个单体的电容都不克不及凌驾其最大的耐压,一旦临时过压,将招致电容电解液剖析、气体发生、内阻增长以及电容寿命延长。
在放电大概充电时,电容容量的差别大概波动形态下泄电流的差别,都将招致串联电容分压不屈衡。在充电时,串联的电容将举行分压,如许高容量的电容将接受更大的电压压力。好比,假如两个1F的电容举行串联,一只是+20%容量偏向,另一只是-20%容量偏向,电容分压如下:
Vcap1 = Vsupply x (Ccap1 / (Ccap1 + Ccap2)
此中Vcap1是+20%容量偏向的电容
假如充电电压是5V
Vcap1 = 5V x (1.2 / (1.2 + 0.8) = 3V
从上式可以看出,假如必要制止分压大于电容的峰值电压3V,那么电容的容量偏差必需在统一个趋向范畴内,好比同为+20%偏差大概同为-20%偏差。别的也可以用自动电压均衡电路来补偿电容容量的不婚配形成的电压不屈衡。
主动电压均衡Passive Voltage Balancing
  主动电压均衡电路是接纳与电容并联的电阻举行分压,这就容许电流从电压比力高的电容向电压比力低的电容活动,经过这种方法举行电压均衡。选择电阻的阻值黑白常紧张的,通常要使电阻容许的电流大于电容预期的泄电流,必要记往的是,泄电流在温度降低的时分通常会增大。
主动均衡电路只要在不频仍对电容举行充放电的使用中利用,同时可以容忍均衡电阻惹起的分外电流,发起选择均衡电阻阻值时,使均衡电阻的电流大于电容泄电流50倍以上,(均衡电阻阻值为3.3KΩ-22KΩ,取决于电容的最高操纵温度),固然大少数均衡电路都接纳比力高的均衡电阻,但当串联的电容十分不婚配时,掩护是不敷充实的。
法拉电容
自动电压均衡Active Voltage Balancing
  自动均衡电路逼迫串联节点的电压与参考电压相分歧,不论电压有何等的不屈衡,同时在确保准确的电压均衡时,自动均衡电路在波动形态下只要十分低的电流,只要当电压凌驾均衡范畴时,才会发生比力大的电流,这些特征使自动均衡电路十分合适于必要频仍充放电的场所。
反极性掩护Reverse Voltage Protection
  当串联利用的法拉电容被疾速放电时,低容量电容的电压有大概酿成反极性,这是不容许的,同时会低落电容的利用寿命,一个复杂的办理措施便是在电容的两头并联一个二极管,正常状况下,它们是反压不导通的。利用一个符合的齐纳稳压二极管交换尺度的二极管,可以同时对电容过压举行掩护。必要留意,二极管必需可以接受电源的峰值电流。 
纹波电流Ripple Current
  固然法拉电容具有比力低的内阻,对绝对于电解电容而言,它的内阻照旧比力大,当使用于纹波电流比力大的场所下,容易惹起电容外部热,从而招致电容外部电解液剖析、内阻增长,并惹起电容寿命延长。为了包管电容的利用寿命,在使用于纹波较大场所时,最好包管电容外表的温度上升不凌驾3°C。


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