超级电容选用计算
超级电容容量及放电时间的计算方法
超级电容容量及放电时间的计算方法2008-10-28 13:10:29 [点击次数:2148]现在超级电容的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，下面我们给出简单的计算公司，用户根据这个公式，就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算，十分地方便。
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：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，下面我们给出简单的计算公司，用户根据这个公式，就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算，十分地方便。
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。
超级电容计算公式
超级电容计算公式超级电容器，也称为超级电容，是一种高容量、快充放电速度和长循环寿命的新型储能设备，能够充电速度非常快，能够高效地储存大量的电能，并且具有数万次循环寿命。
超级电容的计算公式主要是用来计算电容器的电容量的，电容量是指电容器存储电荷的能力，单位是法拉(F)。
电容量的计算公式是：C=Q/V其中，C表示电容量，Q表示电容器所储存的电荷量，V表示电容器的电压。
电容器储存的电荷量可以通过充电电流和充电时间来计算，即：Q=I*t其中，Q表示电容器储存的电荷量，I表示电容器的充电电流，t表示电容器的充电时间。
电容器的充电电流可以通过充电电压和充电电阻来计算，即：I=V/R其中，I表示电容器的充电电流，V表示电容器的充电电压，R表示电容器的充电电阻。
当电容器处于恒定电压充电过程中，充电电压可以看作是恒定的，此时充电电流可以通过电容器的电压和充电电阻来计算。
超级电容器的充电时间可以通过电容器的电压和充电起始电压的差值以及充电电流来计算，即：t=(V-V0)*C/I其中，t表示电容器的充电时间，V表示电容器的充电电压，V0表示电容器的充电起始电压，C表示电容器的电容量，I表示电容器的充电电流。
需要注意的是，超级电容器的充放电过程中会存在一定的内阻损耗，因此在实际应用中计算电容量时需要考虑内阻的影响。
此外，超级电容器的循环寿命也是其重要的性能指标之一、循环寿命是指超级电容器在充放电循环过程中能够保持其性能的次数。
循环寿命的计算公式是：N=ΔQ/Q0其中，N表示超级电容器的循环寿命，ΔQ表示超级电容器在循环过程中的电荷损失量，Q0表示超级电容器的初始电荷量。
超级电容的计算公式可以帮助人们了解其性能和应用特点，可以通过电容量的计算来评估超级电容器的储能能力，通过循环寿命的计算来评估超级电容器的使用寿命。
同时，了解超级电容器的计算公式也有助于设计和优化超级电容器的电路和储能系统，提高其性能和效率。
超级电容容量及放电时间的计算方法
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(Vwork -Vmin )， 因而，可得其容量(忽略由 IR 引起的压降) C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork -Vmin ) 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 超电容容量的近似计算公式，
超级电容容量及放电时间的计算方法
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，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 分地方便。 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，持期间所需能量=1/2I(Vwork+ Vmin)t； 超电容减少能量=1/2C(Vwork -Vmin )，
2 2
因而，可得其容量(忽略由 IR 引起的压降)
C (Vwork V min) It /(Vwork 2 V min 2 )
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
超级电容容量及放电时间计算方法
超级电容容量及放电时间计算方法
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，下面我们给出简单的计算公司，用户根据这个公式，就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算，十分地方便。
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。
超级电容计算公式
超级电容器（法拉电容、黄金电容）是利用电子导体活性炭与离子导体有机或无机电解液之间形成感应双电荷层原理制成的电容器，它具有体积小、容量大、电压记忆特性好、可靠性高等特点，因为它容量大，所以可以储存较多电荷，故可在电子产品、工控设备、汽车工业等领域的一些产品中做后备电源和辅助电源。
和充电电池相比，超级电容器具有充电时间短、功率密度高、使用寿命长、低温特性好及无环境污染等优势，故可在众多领域取代充电电池，并表现出在某些方面超越充电电池的特点，弥补了充电电池在使用中的不足，如：充电慢，充电电路复杂，使用寿命短等缺陷。
超级电容器是一种新兴的能提供强大脉冲功率的理想环保型物理二次电源。
一、超级电容器特性：a. 体积小，容量大，电容量比同体积电解电容容量大30~40倍；b. 充电速度快，10秒内达到额定容量的95%；c. 充放电能力强；d. 失效开路，过电压不击穿，安全可靠；e. 超长寿命，可长达40万小时以上；f. 充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，真正免维护；g. 电压类型：2.7v---12.0vh. 容量范围：0.1F--1000F二、超级电容与电池比较，有如下特性：a.超低串联等效电阻（LOW ESR），功率密度(Power Density)是锂离子电池的数十倍以上，适合大电流放电，（一枚4.7F电容能释放瞬间电流18A以上）。
b. 超长寿命，充放电大于50万次，是Li-Ion电池的500倍，是Ni-MH 和Ni-Cd电池的1000倍，如果对超级电容每天充放电20次，连续使用可达68年。
c. 可以大电流充电，充放电时间短，对充电电路要求简单，无记忆效应。
d. 免维护，可密封。
e.温度范围宽-40℃～+70℃，一般电池是-20℃～60℃。
简单地说，我们可以按照平时电容那样的接法来接，但是超级电容容量大，故可作为电池来使用。
超级电容的计算：例如，1F的超级电容充满电时为1库/伏, 如果电压充到3V, 那么该电容上就储存有3库的电荷。
电容计算公式
电容定义式C=Q/UQ=I*T电容放电时间计算：C=(Vwork+ Vmin)*I*t/( Vwork2 -Vmin2) 电压(V) = 电流(I) x 电阻(R)电荷量(Q) = 电流(I) x 时间(T)功率(P) = V x I (I=P/U; P=Q*U/T)能量(W) = P x T = Q x V容量 F= 库伦（C） / 电压（V）将容量、电压转为等效电量电量=电压（V) x 电荷量（C）实例估算：电压5.5V 1F（1法拉电容）的电量为5.5C（库伦），电压下限是3.8V，电容放电的有效电压差为5.5-3.8=1.7V，所以有效电量为1.7C。
1.7C=1.7A*S（安秒）=1700mAS（毫安时）=0.472mAh（安时）若电流消耗以10mA计算，1700mAS/10mA=170S=2.83min（维持时间分钟）电容放电时间的计算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，下面我们给出简单的计算公司，用户根据这个公式，就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算，十分地方便。
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)*I*t/( 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)*I*t/( Vwork2 -Vmin2)=(5+4.2)*0.1*10/(52 -4.22)=1.25F根据计算结果，可以选择5.5V 1.5F电容就可以满足需要了。
超级电容电量简易计算
超级电容电量简易计算电压(V) = 电流(I) x 电阻(R)电荷量(Q) = 电流(I) x 时间(T)功率(P) = V x I =能量(W) = P x T = Q x V容量 F= 库伦（C） / 电压（V）将容量、电压转为等效电量电量 =电压（V) x 电荷量（C）实例估算：电压5.5V 1F（1法拉电容）的电量为5.5C（库伦），电压下限是3.8V，电容放电的有效电压差为5.5-3.8=1.7V，所以有效电量为1.7C。
1.7C=1.7A*S（安秒）=1700mAS（毫安时）=0.472mAh（安时）若电流消耗以10mA计算，1700mAS/10mA=170S=2.83min （维持时间分钟）。
转电荷量通常,正电荷的电荷量用正数表示.负电荷的电荷量用负数表示.任何带电体所带电量总是等于某一个最小电量的整数倍这个最小电量叫做基元电荷它等于一个电子所带电量的多少，也等于一个质子所带电量的多少而库仑是电量的单位1库仑=1安培·秒库仑是电量的单位，符号为C。
它是为纪念物理学家库仑而命名的。
若导线中载有1安培的稳恒电流，则在1秒内通过导线横截面积的电量为1库仑。
库仑不是国际标准单位，而是国际标准导出单位。
一个电子所带负电荷量e＝1.6021892×10^19库仑（元电荷），也就是说1库仑相当于6.24146×10^18个电子所带的电荷总量。
电荷量的公式：C=It（其中I是电流，单位A ；t是时间，单位s）电量电量表示物体所带电荷的多少。
单位时间内通过截面的电荷量一般来说，电荷的数量叫电量，用符号Q表示，单位是库(仑)(符号是C)．库仑是一个很大的单位．一个电子的电量e=-1.60*10^-19库。
实验指出，任何带电粒子所带电量，或者等于电子或质子的电量，或者是它们的电量的整数倍，所以把1.60*10^-19库叫做基元电荷。
做功时的电量：电量是指用电设备所需用电能的数量，电量的单位是千瓦·时(kW·h)。
电容计算公式
电容定义式C=Q/UQ=I*T电容放电时间计算：C=(Vwork+ Vmin)*I*t/( Vwork2 -Vmin2) 电压(V) = 电流(I) x 电阻(R)电荷量(Q) = 电流(I) x 时间(T)功率(P) = V x I (I=P/U; P=Q*U/T)能量(W) = P x T = Q x V容量 F= 库伦（C） / 电压（V）将容量、电压转为等效电量电量=电压（V) x 电荷量（C）实例估算：电压5.5V 1F（1法拉电容）的电量为5.5C（库伦），电压下限是3.8V，电容放电的有效电压差为5.5-3.8=1.7V，所以有效电量为1.7C。
1.7C=1.7A*S（安秒）=1700mAS（毫安时）=0.472mAh（安时）若电流消耗以10mA计算，1700mAS/10mA=170S=2.83min（维持时间分钟）电容放电时间的计算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，下面我们给出简单的计算公司，用户根据这个公式，就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算，十分地方便。
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)*I*t/( 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)*I*t/( Vwork2 -Vmin2)=(5+4.2)*0.1*10/(52 -4.22)=1.25F根据计算结果，可以选择5.5V 1.5F电容就可以满足需要了。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、超级电容的主要特点、优缺点
尽管超级电容器能量密度是蓄电池的5%或是更少，但是这种能量的储存方式可以应用在传统蓄电池不足之处与短时高峰值
电流之中。
相比电池来说,这种超级电容器有以下几点优势：
如
4.
,还可
● 在很小的体积下达到法拉级的电容量；
● 无须特别的充电电路和控制放电电路
● 和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响；
● 从环保的角度考虑，它是一种绿色能源；
精心整理
● 超级电容器可焊接，因而不存在象电池接触不牢固等问题。
缺点：
● 如果使用不当会造成电解质泄漏等现象；
I(A)：负载电流； Udrop(V)：在放电或大电流脉冲结束时，总的电压降；
瞬时功率保持应用
超电容容量的近似计算公式，该公式根据，保持所需能量=超电容减少能量。
保持期间所需能量=1/2I(Uwork+ Umin)t；
精心整理
超电容减少能量=1/2C(Uwork2 -Umin2)，
因而，可得其容量(忽略由IR 引起的压降)C=(Uwork+ Umin)t/(Uwork2 -Umin2)
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？
％的容量
0.6F。
这
分析假定脉冲期间超级电容是唯一的能量提供者。
在该实例中总的压降由两部分组成：由电容器内阻引起的瞬时电压降和电容器在脉冲结束时压降。
关系：Udrop=I(R+t/C)，它表明电容器必须有较低的R 和较高的C 压降Udrop 才小。
对于多数脉冲功率应用，R 的值比C 更重要。
以为例。
它的内阻Ｒ可以用直流ESR 估计，标称是0.075Ohms(DC ESR=AC ESR*1.5＝
0.060Ohms*1.5=0.090Ohms)。
额定容
量是1.5F。
对于一个0.001s 的脉冲，t/C 小于0.001Ohms。
即便是0.010 的脉冲t/C也小于0.0067Ohms，显然R
（0.090Ohms）决定了上式的Udrop 输出。
精心整理
实例：
GSM/GPRS 无线调制解调器需要一每间隔4.6ms 达2A 的电流，该电流持续0.6 ms。
这种调制解调器现用在笔记本电脑
的PCMCIA 卡
上。
笔记本的和PCMCIA 连接的限制输出电压3.3V+/-0.3V 笔记本提供1A 的电流。
许多功率放大器（PA）要求3.0V 的最小电压。
对于笔记本电脑输出3.0V 的电压是可能的。
到功率放大器的电压必须先升到3.6V。
在3.6V 的工作电压下（最小
，超电容
精心整理
图1. LT3652HV方框图
(1)
图2. LT3652HV应用电路图
精心整理
图4. LT3652HV应用电路图(3):2A单个LiFePO4电池充电器精心整理。