电容特性
电容的特性和电池相比有很多不同。主要的区别在下面的表中列出。电池比相同尺寸的电容储存更多的电能,但是在很多功率决定尺寸的储能设备的应用中,电容或许是好的解决方案。 1.电容可以传送频繁脉冲的能量而没有任何有害效应,而许多电池都会在频繁的大功率脉冲工况下减少寿命。 2.电容能在相当短的时间内完成充电,而快速充电常常会损坏电池。 3.电容的循环周期是数万次的,而电池的寿命通常是几百次到1000、2000次。 4.基于低内阻的电容比电池效率更高;在实际应用中电容84%~95%的转换效率比多数电池低于70%的平均效率高出许多。 5.电容能在其许用电压范围中的任何电压值下充电,并且能够完全放电。这就允许在总线电压控制算法中更自由的设计。而电池过放电也是会损坏的。 6.计算电容中的储能值只需要知道电压和电容值。而电容的电容值可以通过测量电流和电压的变化值实时的计算出。而正确的得到电池的储能值需要经过多重复杂的计算,电池的容量通常也是未知的,而且实时地测算也是很困难的。 7.电容有更宽的工作温度范围,甚至可以在低至-40℃的温度下正常工作。而多数电池在温度低至-10℃时就不能工作。 8.电容通过极化高比表面积电极中的电解质工作,电解质、电极和隔离层材料的特性决定了电容的电容量性能。高比表面积的电极和小的带电离子决定了高的电容量;而好的电解质、隔离层和材料,以及工艺设计决定了低的阻抗。 因为电容的能量储存不依赖化学反应,所以它和电池有着根本上的区别。
这样她坚持不谢,认真钻研,虽然赚的还是不多,但会竹很满足、很欣慰,因为通过自己的劳动,她收获到了“成果”,获得了回报。她蹲在家里利用手机网络进行创业,实现了自食其力并对社会的回报。
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在会竹家正屋的墙上,挂着两幅照片:一幅上,小会竹坐在轮椅上,面前放着电脑,背景是一望无际的大海,朵朵白云在湛蓝的天空中飘着;另一幅,会竹坐在一望无际的向日葵花海前,面带微笑看向前方,面前摆着手机。
“这些都是影楼PS上去的,我除了这里都没出过村子,怎么可能去到那么美的地方呢。”会竹说,那是梦想,会靠自己的努力实现的。
乐鑫光电教你如何使用电容器
电容器具有广泛的用途。与燃料电池等高能量密度的物质相结合,电容器能提供快速的能量释放,满足高功率需求,从而使燃料电池可以仅作为能量源使用。目前,电容器的能量密度可高达20kW/kg,已经开始抢占传统电容器和电池之间的这部分市场。
在那些要求高可靠性而对能量要求不高的应用中,可以用电容器来取代电池,也可以将电容器和电池结合起来,应用在对能量要求很高的场合,从而可以采用体积更小、更经济的电池。
电容器的ESR值很低,从而可以输出大电流,也可以快速吸收大电流。同化学充电原理相比,电容器的工作原理使这种产品的性能更稳定,因此,电容器的使用寿命更长。对于像电动工具和玩具这种需要快速充电的设备来说,电容器无疑是一个很理想的电源。
一些产品适合采用电池/电容器的混合系统,电容器的使用可以避免为了获得更多的能量而使用大体积的电池。如消费电子产品中的数码相机就是一个例子,电容器的使用使数码相机可以采用便宜的碱性电池(而不是使用昂贵的Li离子电池)。
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电容器单元(cell)的额定电压范围为2.5~2.7V,因此,很多应用需要使用多个电容器单元。当串联这些单元时,设计工程师需要考虑单元之间的平衡和充电情况。
任何电容器都会在通电的情况下,通过内部并联电阻放电,这个放电电流就称为漏电流,它会影响电容器单元的自放电。同某些二级电池技术相似,电容器的电压在串联使用时需要平衡,因为存在漏电流,内部并联电阻的大小将决定串联的电容器单元上的电压分配。当电容器上的电压稳定后,各个单元上的电压将随着漏电流的不同而发生变化,而不是随着容值不同而变化。漏电流越大,额定电压越小,反之,漏电流小,额定电压高。这是因为,漏电流会造成电容器单元放电,使电压降低,而这个电压会随后影响和它串联在一起的其他单元的电压(这里假定这些串连的单元都使用同一个恒定电压供电)。
为了补偿漏电流的变化,常采用的方法是,在每一个单元旁边并联一个电阻,来控制整个单元的漏电流。这种方法有效地降低了各单元之间相应并联电阻的变化。
另一个推荐使用的方法是主动单元平衡法(active cell-balancing),采用这种方法,每一个单元都会被主动监视,当有电压变化时,即进行互相平衡。这种方法可以降低单元上的任何额外负载,使工作效率更高。
如果电压超过单元的额定电压,将会缩短单元的使用寿命。对于高可靠性电容器来说,如何维持电压在要求的范围内是关键的一点,必须控制充电电压,以保证它不能超过每个单元的额定电压。