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超级电容应用总结

超级电容跟电池的比较：超级电容比同体积的LI电池要大。价格要

高，但是为什么要使用超级电容呢？超级电容的优点，无需保护电

路，充电的时候也没有严格的恒流要求，适合使用太阳能供电的场

合，电池的野外特性没有电容好，一般电池的充电工作温度在0~60

℃之间，电容可以到-

40℃还能充电，充放电可到10几万次，而电池的充放电次数往往只

有500次，对于野外使用太能能的时候经常会出现断断续续的供电的

情况电池的使用寿命大大折扣，而对于要求长使用寿命的客户来说

，1~2年的维护往往让他们感觉厌烦，而使用超级电容的话基本上不

需要怎么进行维护，特别适用于野外工作的低功耗的产品适用，习

惯适用锂氩电池+超级电容的方案，延长系统的使用寿命减少人工维

护成本。以下是超级电容等效电池容量的计算公式，设计时可以进

行参考。

在超级电容的应用中，很多用户都遇到相同的问题，就是怎样计算

一定容量的超级电容在以一定电流放电时的放电时间，或者根据放

电电流及放电时间，怎么选择超级电容的容量，下面给出简单的计

算公式，根据这个公式，就可以简单地进行电容容量、放电电流、

放电时间的推算，十分方便。C(F)：超电容的标称容量；
R(Ohms)：超电容的标称内阻；

ESR(Ohms)：1KZ下等效串联电阻；

Vwork(V)：正常工作电压

Vmin(V)：截止工作电压；

t(s)：在电路中要求持续工作时间；

Vdrop(V)：在放电或大电流脉冲结束时，总的电压降；

I(A)：负载电流；

超电容容量的近似计算公式，

保持所需能量=超级电容减少的能量。

保持期间所需能量=1/2I(Vwork+Vmin)t；

超电容减少能量=1/2C(Vwork2-Vmin2)，
因而，可得其容量(忽略由IR引起的压降)

C=(Vwork+Vmin)It/(Vwork2-Vmin2)

举例如下：

如单片机应用系统中，应用超级电容作为后备电源，在掉电后需要

用超级电容维持100mA的电流，持续时间为10s,单片机系统截止工作

电压为4.2V，那么需要多大容量的超级电容能够保证系统正常工作

？

由以上公式可知：

工作起始电压Vwork＝5V

工作截止电压Vmin＝4.2V

工作时间t=10s

工作电源I＝0.1A
那么所需的电容容量为：

C=(Vwork+Vmin)It/(Vwork2-Vmin2)

=(5+4.2)*0.1*10/(52-4.22)

=1.25F

根据计算结果，可以选择5.5V1.5F电容就可以满足需要了。

一般10F加0.5W的太阳能+锂亚电池的长寿命户外型设计方案，能够

满足很大一部分对功耗要求比较严格的系统。

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