如何选择合适的超级电容器

时间:2023-07-20
    这些就是超级电容器的基本原理及其所发挥的一些作用。但如何为所需的应用选择正确的设备呢?
    图 3 是一个很好的起点,因为它在较高层面上说明了一些需要考虑的初始因素。例如,如果终应用需要更长的备份时间,那么 KEMET 的 FG、FY、FC、FM 和 FR 系列的高阻抗解决方案将是起点。

    较短的备份时间需要低阻抗,这意味着需要一套不同的解决方案,主要来自 FA、FE、FS、FT 和 FM 系列产品。或者,如果关键应用要求是高功率,那么非常具体的系列(例如 HV 系列)将提供答案。不过,在进行更多思考之前,这些从一开始就是重要的考虑因素。

    图 3:可供选择的性能
    除了备份时间之外,在选择超级电容器之前需要定义的更全面的参数列表还可能包括所需的和工作电压;工作温度;所需尺寸;和安装类型(表面或通孔)。然后,有了这些详细信息,就可以应用一个相对简单的公式来粗略计算当前任务所需的电容。
    作为计算过程的示例,在下面的项目示例中,客户需要一个能够在以下条件下承受 150 小时后备时间的超级电容器
    (工作电压)=2.5 V
     (工作电压)= 5.5 V
   (所需备用电流)= 540
    要求的备用时间 T > 150 小时,
    85°C 环境温度 + 可选冷却系统(- 15℃)
    所需电容的方程由下式给出:

    根据粗略计算,您需要一个电容约为 0.1F 的超级电容器。但是,还需要考虑其他参数。其中包括全方位的寄生效应,如R系列——直流电阻和ESR;自放电特性;漏电流和环境温度。在每种情况下,KEMET 都可以帮助设计工程师计算这些寄生效应的影响,以建立更准确的产品选择。
    此外,记住超级电容器的“寿命估计”也很重要(图 4)。寿命终止定义为电容降至初始值 70% 的点。通常,超级电容器在 25 摄氏度环境温度下的使用寿命为十年。然而,高温负载寿命测试表明,温度每升高10℃,该值就会减少一半。
    因此,在很多情况下,如果超级电容器需要用于高温应用,则需要对其进行冷却以降低环境温度以提高预期寿命。不过,这里需要做出明智的判断:对于非常高温的用例,锂电池等其他技术可能会提供更好的答案。
    总之,为正确的应用选择正确的超级电容器通过结构化流程来识别正确的产品。KEMET 提供广泛的解决方案,可以满足大多数用例的要求。产品范围一直在扩展,系列符合 AEC-Q200 标准,适用于高可靠性汽车应用。
    终,超级电容器的好处现已得到充分证明和充分理解。它们的充电/放电循环没有限制,由于不涉及化学电荷,因此可以快速充电和放电。它们具有开放式故障模式和简单的安装 – 提供 SMD 和自动安装系列。超级电容器还具有较宽的工作温度范围、在潮湿环境下的高可靠性以及免维护的特点。
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