如何使用超级电容器设计参考

如何使用超级电容器之应用设计参考

超级电容器可用于消费电子、太阳能、玩具、风能、动力启动、医疗设备等广泛领域，由于具有容量大，瞬间放电电流特性好的优点，成为很多电子电力装置设备后备电源最佳选择，电路设计简单，利用电容端电压特性即可判断电容SOC状态，不同于电池，需要通过复杂设计电路判断。

超级电容器在充放电过程中，无化学反应，是一种高效率器件，充放电过程几乎不存在电荷损耗，由于BIGCAP®内阻很低，故在快速充放电过程中，由于内阻导致的电容发热很少，使得电容器能量能够得到充分利用。

在实际应用设计过程中，应认真阅读BIGCAP®规格书中说明的技术参数，并提供了设计表格，并且要充分考虑到电容器的诸多特性，包括电压、温度、湿度、寿命等等，依据实际情况选择，需要时请咨询博艾格科技有限公司客服技术支持人员。

7.1 电压确定ΔU

BIGCAP®超级电容器工作电压范围宽，内部为碳基结构，可在0V~额定电压范围内使用，超级电容不存在过度放电问题，只要在电容器的额定电压一下均可以工作。

选择电容器电压时，原则上只要低于额定电压即可，一般的，在尽可能情况下，需采用降额使用，例如实际工作电压为5V，选择5.5V以上电容器，这样在保证放电时间的基础上，提高了产品耐久性。

超级电容器应使用在直流电路中，其储存的能力E=1/2CU2，当电容工作在额定电压至1/2额定电压时，实际利用了电容总能量的75%，选用超级电容时，要确定最大工作电压U1及最低放电截止电压U2，以确定工作电压区间ΔU=U1-U2。

7.2 电压工作区间内的平均放电电流I及最低放电时间t

BIGCAP®依据产品应用不同，提供多种类型的产品，放电特性彼此不同，故应根据实际需要选择不同电容器，如BRE、BRP、BME、BMP系列主要适合于中大电流放电，而BCE 系列只适合于微小电流保持。

放电过程需要电荷量Q=平均放电电流I×最低放电时间t

7.3初步容量确定C0

根据Q=CV=It,可以初步确定大致需要的容量大小，C=（I×t）÷ΔU，如在一智能仪表中，使用电压范围为4.8V~3.0V,则ΔU=4.8－3.0=1.8V，放电电流150mA，放电时间大于5s，那么所需容量至少应为0.15×5÷1.8=0.41F，查询BIGCAP®数据表，可考虑选择5.5V0.47F 电容器。

7.4 直流内阻影响

放电时，直流内阻的存在导致可用放电能量损失，尤其在较大电流放电时，其引起的IR 降减少了7.3中理想的放电时间。U R=I×R DC；放电实际电压差应为ΔU－U R，在较小电流放电时U R可以忽略。

7.5 使用温度

BIGCAP®超级电容器同时具有高温与低温状态下的良好特性，高温可达85℃，低温可达－40℃，温度范围宽，适合特殊环境下使用。在高温环境下，漏电流会有所增大，低温环境下内阻会增加。在使用时，如果要求电容漏电特性，就要同时考虑高温条件下的漏电流参数指标；如果要求电容工作在北方寒冷地区，放电时，低温环境下的IR降需要考虑。

7.6 充放电效率问题

与电池不同，超级电容器在充放电过程中保持一致的效率，这点保证了超级电容器可以

进行快速充放电。

影响效率的因素主要是超级电容器的内阻，一般应用中，超级电容器的充放电效率可达到98%以上，在高功率及大电流放电情况下，超级电容效率会因为IR降而降低，一般也可达到90%以上，参考BIGCAP®相关技术支持数据。

7.7 漏电流或自放电特性

在使用BIGCAP®作为后备电源保持较长时间时（例如7d或一个月），放电电流很低，需要考虑超级电容器的电压保持特性（自放电）。

超级电容器自放电曲线符合近乎指数衰减，起初自放电较快，后期变慢。BIGCAP®采用完善的工艺控制，具有超低漏电流，优良电压保持特性，适合能量存储类应用。

7.8 寿命特性考虑

7.8.1 温度影响

超级电容器受环境温度影响产品寿命，一般的，温度每升高10℃，使用寿命衰减一半，故尽可能降低电容外部环境温度。

7.8.2电压影响

施加在电容器两端的电压高低影响电容器的寿命，可依据放电状态综合考虑。电压温度影响见下图：QQ咨询：369922629