超级电容常识

超级电容基本知识

寿命

超级电容具有比电池更长的使用寿命，但是寿命也不是无限延长的。寿命终止失效模式为等效串联内阻的增加（ESR）升高和容量降低。超级电容实际的寿命失效取决于应用要求，比如长期置于

高温下，高电压和超电流将会导致ESR升高和容量降低。这些参数降低将会延长超级电容的寿命。

电压

超级电容具有推荐的额定工作电压，电压值是根据超级电容在最高的额定温度下最长寿命来设定的。如果使用电压超出额定电压，将会导致寿命缩短，若过压时间较长则内部电解液将会分解为气体，当气体的压力逐渐增强时，超级电容内部将会漏液或防爆阀破裂。

极性

超级电容采用对称的电极设计，正负极具有类似的结构，当电容首次装配时，任一电极都可以被当成正极或者负极，一旦超级电容被第一次充满电时，超级电容将会形成极性化。所以我们在生产过程中将会100%的充放电将极性定型，同时在每一个电容的外壳上面都有一个负极标志。提醒一点：虽然超级电容可以被放电使电压降低到零电压,但是电极还是保留非常少的电荷，此时变换极

性是不可以的。超级电容按照一个方向被充电的时间越长，他们的极性就变得越强。若此时更改极性将会使电容的寿命缩短或损坏。

环境温度

能量型超级电容的正常工作温度是-25℃--70℃，功率型超级电容的正常工作温度是-40℃--60℃，温度及电压对超级电容寿命有影响。一般来说，超级电容的环境温度每升高10℃，超级电容的寿

命就会缩短一半。也就是说在可能的情况下尽可能在最低温度下使用超级电容，那么就可以降低电容的衰减与ESR的升高。若低于正常室温环境下，那么可以降低电压以抵消高温对电容的负面

影响。相反在低温下提高超级电容的工作电压，可以有效的抵消超级电容在低温下内阻的升高。在高温情况下，电容内阻升高。在低温下，电容的内阻升高时暂时的，因为在低温下电解液的稠性升高，降低了电离子的远动速度。

放电特性

超级电容放电时，是按照一条斜率曲线放电，当确定应用时超级电容的容量与内阻要求时，最重要的就是要了解电阻及容量对放电特性的影响。在高脉冲电流应用时，ESR是重要的因素。而在低电流应用时，容量是最重要的因素。计算公式如下：

Vd=I(R+T/C)

Vd是起始工作电压与截止电压之差，I是放电电流，R是超级电容的（ESR），T是放电时间，C是电容的容量。在脉冲应用中，由于瞬间放电流很大，为减少电压的降幅，选用低内阻（ESR）

的超级电容，而在低电流应用中则需要选用高容量的超级电容。

充电方法

超级电容可用各种方法进行充电，如：恒定电流、恒定功率、恒定电压或与能量储存器，或者电源并联（如电池、DC变换器等）。如果超级电容与电池并联，加一个低阻值串联电阻将降低超级

电容的充电电流，并提高电池的使用寿命。但是如果使用串联电阻，必须要保证电容的电压输出端是直接与应用器连接而不是通过电阻与应用器连接，否则超级电容的低内阻特性将是无效的。在高脉冲电流放电时，许多电池系统寿命均会缩短。

超级电容最大充电电流I计算公式如下：

I=V/5R

I是推荐的充电电流，V是充电电压，R是超级电容的ESR。超级电容持续大电流或者高压充电，超级电容将会过度发热，过度发热将会导致ESR增加，电解液分解气化，缩短寿命、漏液、防爆

阀爆裂。如果要使用高于额定值的电流或电压充电请与生产厂商联系。

自放电与漏电流

以不同方法进行测量时自放电与漏电流在本质上是相同的，针对超级电容的结构，从正极到负极具备高的耐电流特性。也就是说保留电容电荷，需要少量的额外电流，这个电流就是漏电流。而当移除充电电压时，电容不在负荷时，额外的电流会促使超级电容放电，称为自放电流。

电容串联

单体超级电容的电压一般为2.5V或2.7V，而在许多应用领域要求高电压，超级电容可以设置串联的方法来提高工作电压。确保单一的超级电容电压不超过其最大的额定工作电压是很重要的，否

则会导致电解液分解产生气体，ESR升高，寿命减短。

在放电或者充电时，在稳定状态下因容量和漏电流的差异，都将会导致串联的超级电容电压不平衡现象。在充电时，串联的超级电容将起到电压分配作用，因此低容量单体超级电容将承受更大的电压。例如: 2.5V1F的超级电容串联，两个容量分别为+20%与-20%，则电压分配如下：

V1=V供*（C1/(C1+C2)）

V供是供给给串联两端的充电电压。

假设V1是+20%容量偏差的电容，若供应充电电压是5V,则：

V1=5*(1.2/(1.2+0.8))=3V

所以，为避免超出3V的超级电容浪涌电压范围，串联超级电容的容量必须在同一个趋势范围内。在选择上可以用主动电压平衡电路来降低因容量不平衡而产生的电压不平衡。注意大多数的电压

平衡方法都是取决于具体的应用。

主动电压平衡

主动电压平衡电路能使串联的超级电容上的电压与额定电压驱同而不管有多少电压不平衡产生。同时在确保精确的电压平衡时，主动平衡电路在稳定的状态下只有非常低的电流，只有当电压超出平衡范围时才会产生比较大的电流，这些特性使得主动电压平衡电路是超级电容频繁充放电及如电池等能量组件使用的最理想电路。

被动电压平衡

被动电压平衡电路是忽略超级电容的低内阻直接用高电阻来做平衡电路的一种方式，采用与电容并联电阻进行分压，这就允许电流从高电压的超级电容上流至低电压的超级电容上实现电压的平衡。最重要的是选择平衡电阻值来提供超级电容更高电流的流动而不增加超级电容的漏电流。同时要注意：“漏电流在温度升高的时候会上升的”。

被动平衡电路使用在不频繁对超级电容进行充放电的应用，同时要能够承受平衡电阻的额外电流负载时推荐使用。使用平衡电阻时，建议使用平衡电阻的应能提供最差超级电容漏电流50倍以上

的额外电流，根据最高使用温度选择在3.3KΩ-22KΩ。尽管更大阻值的平衡电阻在大多数情况下也能工作，但其不可能在不匹配的超级电容串联时起到保护作用。

逆向电压防护

当串联使用的超级电容被快速放电时，低容量超级电容的电压将潜在地变为负电压。这是不允许的，同时会降低超级电容的使用寿命。一个简单的防护逆向电压的方法是在超级电容上的两端增加一个二极管。使用适当的额定的限流二极管替代标准的二极管，还可以保护超级电容出现过电压现象。在选择二极管时，“二极管必须能够承受电源的峰值电流”。

脉动电流

超级电容虽然有比较低的内阻，但是相对电解电容而言，其内阻还是比较大的，若应用在脉冲电流的环境中容易引起内部发热，从而导致电解液分解、ESR增加，从而引起超级电容寿命缩短。为了保证超级电容的使用寿命，在应用在脉冲环境中时，最好要保证超级电容表面的温度上升不超过3℃。

比能量：

是指电容器在单位重量或单位体积下所给出的能量。（通常也叫：重量比能量、体积比能量、能量密度）单位：WH/KG、WH/L

超级电容器的能量与本身的容量与电压有关。其计算方式：

E=CV2/2 (单位焦耳J)

换算为Wh,则1Wh=3600j.

而比能量则为能量与重量或者体积的比。

循环寿命：

是指超级电容器经历一次充电和放电，称为一次循环或者叫一个周期。（超级电容器的循环寿命大于100000次）

超级电容优点

?充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95%以上；

?循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1~50万次，没有“记忆效应”；

?大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；

?功率密度高，可达300W/KG~5000W/KG，相当于电池的5~10倍；

?产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；

?充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护；

?超低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃；

?检测方便，剩余电量可直接读出；

?容量范围通常0.1F--3000F 。

?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；

?超级电容器可焊接，因而不存在像电池接触不牢固等问题；

超级电容的应用选择

超级电容有两个主要的应用：1.高功率脉冲应用，其特征是利用较小的内阻ESR，能瞬时流向负载大的电流。2.瞬时功率保持，其特征是利用超级电容较大的容量C，能持续向负载提供功率，持续时间在几毫秒至几分钟。

下面提供两种计算公式和应用实例：

C(F):超级电容的标称容量

R(Ω)：超级电容的标称内阻

ESR(Ω)：1Kz下等效串联电阻

Vwork(V):在电路中的正常工作电压

Vmin(V):器件要求的最低工作电压

t (s):在电路中要保持的时间或者脉冲持续时间

Vdrop(V):在放电或大电流脉冲结束后的总的电压降。其值：

Vdrop= Vwork – Vmin

I（A）:负载电流

瞬时功率保持应用：

超级电容的近似公式,应依据保持所需的能量=超级电容减少的能量

保持所需的能量=1/2I（Vwork+ Vmin）t

超级电容减少的能量=1/2C(Vwork2-Vmin2)

其容量（忽略由ESR引起的压降）C=It(Vwork+ Vmin)/ (Vwork2-Vmin2)。

经公式转换为：C=I*t/ Vdrop

举例：

一个产品中工作电压为5V，最低安全工作电压为3V的直流电机构成，直流电机要求0.5A保持2秒才能使产品可以安全工作，那么依据以上公式其容量C至少为0.5F.

由于5V的电压已经超过单个电容的标准电压2.5V，因此可以将2只电容串联。如果我们选择两只2.5V1F的单体串联则容量为0.5F,由于考虑电容有-20%的容量偏差，这种选择就不能提供足够的能量。可以考虑1.5F的就是-20%，其最小值1.2F/2=0.6F。这样就能提供足够的安全余量。

脉冲功率应用：

假定产品脉冲期间超级电容是唯一的能量提供者，其总的压降由两部分组成：由超级电容器内阻引起的瞬时电压降和脉冲结束时的压降。关系如下：

Vdrop=I(R+t/C)

上式表面电容器必须有较低的R和较高的C，总的压降Vdrop才会比较小。

对于多数脉冲功率的应用中，R值比C值更重要，以2.5V1.5F为例。它的内阻R可以使用直流ESR估计。标称是0.075Ω(DC ESR=AC ESR*1.5).额定容量是1.5F.对于一个0.001s的脉冲，t/C小雨0.001Ω，即便是0.01S的脉冲。t/C也小于R值，显然R决定了以上公式Vdrop的输出。

例如：在笔记本电脑PCMCIA卡上使用的GSM/GRPS无线调制解调器的产品对R值要求比较高。

绿索电子超级电容应用注意事项

（1）超级电容器具有固定的极性

（2）超级电容器应在标称电压下使用

（3）超级电容器不可应用于高频率充放电的电路中

（4）环境温度影响超级电容器的寿命

（5）在放电的瞬间存在电压降ΔV=IR

（6）不可存放于相对湿度大于85%或含有有毒气体的场所

（7）应储存在温度-30℃~50℃、相对湿度小于60%的环境中

（8）超级电容器用于双面电路板上时，要注意连接处不可经过电容器可触及的地方

（9）安装后，不可强行扭动或倾斜电容器

（10）在焊接过程中要避免使电容器过热（1.6mm的印刷线路板，焊接时应为260℃，时间不超过5s）

（11）焊接后，线路板和电容器要清洗于净

（12）超级电容器串联使用时，存在单体间的电压均衡问题

（13）其它使用上的问题，请向绿索电子科技有限公司咨询或参照超级电容器使用说明的相关技术资料执行

超级电容产品的特性曲线：

（1）超级电容放电特性曲线（以2.7V100F为例）恒流放电曲线图

（2）高温负载寿命曲线（at 60℃）

电容器选用的基本知识(上)

電容器選用的基本知識（上）文/唐凌在一般電子電路中，尤其是與Hi-Fi有關的各種電路包括HFIFAF 電容器使用的頻度，大致上僅次於電阻器然電阻器使用雖多，而其作用特性種類卻遠較電容器為單純，因為在一張線路圖上，我們常常可以看到有關電阻規格的說明是除特別說明外一律用碳膜1/2瓦，而電容器就沒有那麼方便了。因為電容器的規格，除了電壓容量之外還有因結構不同而產生的種種形體及特性上的差異，若有選用錯誤，不僅電路不能工作，甚至於將發生危險包括損及其他零件和人體等本文擬就以業餘者為對象，敘述一般電容器的選用常識，因編幅有限，是特將其較實用者優先論述。一電子電路中的電容器電容器的基本作用就是充電與放電，但由這種基本充放電作用所延伸出來的許多電路現象，使得電容器有著種種不同的用途，例如在電動馬達中，我們用它來產生相移，在照相閃光燈中，用它來產生高能量的瞬間放電等等，而在電子電路中，電容器不同性質的用途尤多，這許多不同的用途，雖然也有截然不同之處，但因其作用均係來自充電與放電，所以，在不同用途之間，亦難免有其共同之處，例如傍路電容實際上亦可稱為平滑濾波電容，端看從哪一個角度來解釋。以下係就一般習慣的稱呼做為分類，來說明電容器在不同電路中的作用和基本要求。 1.1直流充放電電容電容器的基本作用既是充電和放電，於是直接利用此充電和放電的功能便是電容器的主要用途之一。在此用途中的電容器，有如蓄電池和飛輪一般的功能，在供給能量高於需求時即予吸收並儲存，而當供給能量低於需求或沒有能量供給時，此儲存的能量即可放出電容器充放電的作用與

電池充放電的作用不一樣，電池不管在充電或放電時，所需之作用時間均較長，因此，它無法在瞬間吸收大量的電能，也無法在瞬間放出大量的電能。圖1-1是常見的整流電路，圖中二極體僅導通下半週的電流，在導通期間把電能儲存於電容器上，在負半週時，二極體不導電，此時負載所需的電能唯賴電容器供給。在此電路中，你可能想到，電容器在正半週所充之電能是否足夠維持到負半迵使用關於這個問題，有三個因素來決定 1.交流電在正半週時能否充份供應所需能量 2.電容器在正半週的充電期間，是否能夠儲存充份的能量 3.負載所需的平均電能是多少。以上三個因素之中，1.2.數字若很大，而3.的需求則很小，即使在理論上亦無法獲得純粹的直流，因為電容器並非在正半週的全部時間都在充電，而只是在正半週的電壓高於電容器既有的電壓時，才有充電的作用在電容器不接負載時漏電流亦不計，其充電的時間只是正半週的前四分之一週電壓上升時及至電壓上升到峰值後，第二個正半週就不再充電了當電容器接上負之後，開始放電，在不充電的時間內，放去了多少電能，在充電時才能回多少電能，正是因為這樣，所以紋波是無法等於零的。通常的整流充放電電路，都是在交流接近峰值的極短時間內充電，然後做穩定的如前級放大器或不穩定的如B類放大器放電，而放電之量亦僅佔總電容量極小的部份但也有少數電路中的電容是做長時間緩慢充電而後在瞬間大量放電的，這類電路例如照相用之閃光電路和點銲機中之放電電路等，其電容所要求的特性自與一般整流用電容不一樣。 1.2電源平滑濾波及反交連電容

超级电容器原理及电特性

超级电容器原理及电特性 Principle & Electric characteristics of Ultra capacitor 辽宁工学院陈永真孟丽囡宁武 Chen Yongzhen Liao Ning Institute of Technology 摘要：叙述了超级电容器的基本结构和工作原理，比较全面地介绍了超级电容器的特点和在特定测试条件下的电特性，分析了如较大的ESR、发热等特殊电特性产生的原因，提出一些注意事项。关键词：超级电容器 ESR 放电电流 Abstract:Basic structure & principle of ultra-capacitor are described in this paper. The characteristics about ultra-capacitor and electric characteristics in special measuring conditions are also introduced in detail. Some reasons of special electric characteristics are analyzed, such as big ESR and heat, at last some attentions are also put forward. Key words: ultra-capacitor ESR Discharging current 超级电容器是一种高能量密度的无源储能元件，随着它的问世，如何应用好超级电容器，提高电子线路的性能和研发新的电路、电子线路及应用领域是电力电子技术领域的科技工作者的一个热门课题。 1. 级电容器的原理及结构 1.1 超级电容器结构图一为超级电容器的模型，超级电容器中，多孔化电极采用活性炭粉和活性炭和活性炭纤维，电解液采用有机电解质，如丙烯碳酸脂（propylene carbonate）或高氯酸四乙氨（tetraetry lanmmonium perchlorate）。工作时，在可极化电极和电解质溶液之间界面上形成的双电层中聚集的电容量c由下式确定：其中ε是电解质的介电常数，δ是由电极界面到离子中心的距离，s是电极界面的表面面积。由图中可见，其多孔化电极是使用多孔性的活性碳有极大的表面积在电解液中吸附着电荷，因而将具有极大的电容量并可以存储很大的静电能量，超级电容器的这一特性是介于传统的电容器与电池之间。电池相较之间，尽管这能量密度是5%或是更少，但是这能量的储存方式，也可以应用在传统电池不足之处与短时高峰值电流之中。这种超级电容器有几点比电池好的特色。图1超级电容器结构框图 1.2 工作原理超级电容器是利用双电层原理的电容器，原理示意图如图2。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态（通常为3V以下），如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出：超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。 2.3 主要特点由于超级电容器的结构及工作原理使其具有如下特点：

电容的基本知识

电容一、电容的应用：（一）电容在电源上的主要用途：去耦、旁路和储能。（二）电容的使用可以解决很多EMC问题。二、电容分类（一）按材质分 1.铝质电解电容通常是在绝缘薄层之间以螺旋状绕缠金属箔而制成，这样可以在电位体积内得到较大的电容值，但也使得该部分的内部感抗增加。 2.钽电容由一块带直板和引脚连接点的绝缘体制成，其内部感抗低于铝电解电容。 3.陶瓷电容结构是在陶瓷绝缘体中包含多个平行的金属片。其主要寄生为片结构的感抗，并且低于MHz的区域造成阻抗。应用描述：铝质电解电容和钽电解电容适用于低频终端，主要是存储器和低频滤波器领域。在中频范围内（从KHz到MHz），陶质电容比较适合,常用于去耦电路和高频滤波.特殊的低损耗陶质电容和云母电容适合月甚高频应用和微波电路。为了得到最好的EMC特性，电容具有低的ESR（等效串联电阻）值是很重要的，因为它会对信号造成大的衰减，特别是在应用频率接近电容谐振频率场合（二）按作用分类 1.旁路电容电源的第一道抗噪防线是旁路电容。主要是通过产生AC旁路，消除不想要的RF能量，避免干扰敏感电路。通过储存电荷抑制电压降并在有电压尖峰产生时放电，旁路电容消除了电源电压的波动。旁路电容为电源建立了一个对地低阻抗通道，在很宽频率范围内都可具有上述抗噪功能。要选择最合适的旁路电容，我们要先回答四个问题：（1）需要多大容值的旁路电容（2）如何放置旁路电容以使其产生最大功效（3）要使我们所设计的电路/系统要工作在最佳状态，应选择何种类型的旁路电容？（4）隐含的第四个问题----所用旁路电容采用什么样的封装最合适？（这取决于电容大小、电路板空间以及所选电容的类型。）其中第二个问题最容易回答，旁边电容应尽可能靠近每个芯片电源引脚来放置。距离电源引脚越远就等同于增加串联电感，这样会降低旁路电容的自谐振频率（使有效带宽降低）。

超级电容器综述

题目超级电容器技术综述学号班级_____________ 学生 _______________ 扌旨导教师_______ 杨莺_________________ ______ 2014 _______ 年

超级电容器技术综述摘要：近年来，随着经济的迅猛发展，人们在实际应用中对储能装置各项技术指标的需求不断提高，而当前电池的标准设计能力已经逐渐无法满足人们的要求，超级电容器应运而生。超级电容器是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。作为一种新的储能元件,它填补了传统电容器和电池之间的空白, 能提供比普通电容器更高的能量和比二次电池更高的功率以及更长的循环寿命, 同时还具有比二次电池耐温和免维护的优点。本文主要针对超级电容器的储能机理、超级电容器电极材料、超级电容器的发展动态以及未来应用的展望进行了简单的论述。关键词：超级电容器；储能机理；活性炭；发展现状；应用展望。 A Review of the technology of super capacitor Abstract ：In recent years，With the rapid development of economy，People advance the need that can equip each technique index sign to continuously raise at practical application 。But the standard design ability of the current battery have already canned not satisfy people's request gradually ，The super capacitor emerges with the tide of the times 。The super capacitor is a kind of new energy storing device, it has many characteristics such as short refresh time, long service life, good temperature characteristic, energy conservation,Environment protecting.As a new kind energy storage element, it filled up traditional capacitor and the blank of battery.It can provide energy than the common capacitor higher and the power than secondary battery higher and the longer circulating life.Meanwhile it has the advantage of rating of temperature and no maintenance than secondary battery.The text mainly aims at the keeping of super capacitor development dynamic state of ability mechanism, super capacitor electrode material, super capacitor and in the future apply of the outlook carried on simple treatise. Key Words ：super capacitor; The energy storage mechanism; active carbon; development trend; Application trend . 引言近几年出现的超级电容器，它兼有物理电容和电池的特性，是人们未来探索的确定方向。超级电容器是比物理电容器更好的储能元件。目前，用于超级电容器的电极材料主要是炭材料，由于一些炭材料比如氧化锰低价高能，所以受到很多科学家的青睐。超级电容器自面市以来，全球需求量快速扩大，已成为化学电源领域内新的产业亮点。超级电容器在电动汽车、混合燃料汽车、特殊载重汽车、电力、消费性电子产品等众多领域有着巨大的应用价值和市场潜力，被世界各国所广泛关注。就目前的国际形势来看，超级电容器有着很大的应用前景。 1 超级电容器概述 1.1超级电容器的定义及特点

电解电容器基本知识试题.doc

深圳市青佺电子有限公司电容器基本知识试卷單位﹕ 姓名﹕ 分數﹕ 一﹑选择题（请把正确答案之序号填在前面之括号内）(答案每题不一定为一个/每题2.5分) （）1.本公司生产之电容器为﹕ A.铝质电容器 B.铝质电解电容器 C.电容 D.电解电容器（）2.电容器能贮存（） A.电荷 B.能量 C.质量 D.负荷（）3.表征电容器贮存电量之能力﹐称为此电容器之 A.容量 B.能量 C.质量 D.电荷（）其一般表示单位为﹕ A. 法拉第（F ） B. 法拉（F ） C.安培 D.伏特（）4.电路中表征电解电容器之组件符号﹕ A. B. C. D. （）5.本公司生产之电容器﹐其正箔由( )组成 A.铝箔且表面有一曾致密的氧化膜 B.铁箔 C.两者皆可（）6.电容器真正之负极为﹕（） A.导针 B.铝箔 C.电解液 D.电解纸（）7.本公司生产之电容器之构造: A.电解液电解纸正负导针正负铝箔 B.电解液电解纸铝壳胶盖胶管 C. E/L 电解液铝壳胶盖胶管 D. E/L 胶盖胶管铝壳 ( )8.正箔表面有一层氧化膜﹐它的作用是﹕ A.绝缘 B.非绝缘 C.导体 ( ) 9.电解纸之作用﹕ A.吸收电解液避免正负箔直接接触 B.隔绝正负箔 C.导电 ( ) 10.法拉第定律为﹕ A.d s C ∑= B. s d C ∑= C. s d c C ??= ( ) 11.电容器之电容量与两极间的相对面积成﹕ A.反比 B.正比 C.比例（）13.电解电容器中两极间的距离指﹕ A.电解纸之厚度 B.氧化皮膜之厚度 C.电解纸与氧化皮膜厚度之和（）14.电解电容器之三大特性分别为﹕ A.静电容量损失角泄漏电流 B.阻抗静电容量泄漏电流 C.静电容量损失角阻抗（）15. 计算损失角之公式为（低频下）﹕ A.DF=fCR π2 B.DF=fCV π2 C.DF= CR π2 （）16.漏电流之单位﹕ A.V B. μA C.?

超级电容器的工作原理

超级电容器的工作原理根据存储电能的机理不同，超级电容器可分为双电层电容器(Electric double layer capacitor, EDLC)和赝电容器(Pesudocapacitor)。 2.1 双电层电容器原理双电层电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件，当电极与电解液接触时，由于库仑力、分子间力、原子间力的作用，使固液界面出现稳定的、符号相反的双层电荷，称为界面双层。双电层电容器使用的电极材料多为多孔碳材料，有活性炭(活性炭粉末、活性炭纤维)、碳气凝胶、碳纳米管。双电层电容器的容量大小与电极材料的孔隙率有关。通常，孔隙率越高，电极材料的比表面积越大，双电层电容也越大。但不是孔隙率越高，电容器的容量越大。保持电极材料孔径大小在2,50 nm 之间提高孔隙率才能提高材料的有效比表面积，从而提高双电层电容。 2.2 赝电容器原理赝电容，也叫法拉第准电容，是在电极材料表面或体相的二维或准二维空间上，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附/脱附或氧化/还原反应，产生与电极充电电位有关的电容。由于反应在整个体相中进行，因而这种体系可实现的最大电容值比较大，如吸附型准电容为2 000×10–6 F/cm2。对氧化还原型电容器而言，可实现的最大容量值则非常大[9]，而碳材料的比容通常被认为是20×10–6 F/cm2，因而在相同的体积或重量的情况下，赝电容器的容量是双电层电容器容量的10,100 倍。目前赝电容电极材料主要为一些金属氧化物和导电聚合物。

金属氧化物超级电容器所用的电极材料主要是一些过渡金属氧化物，如:MnO2、V2O5、 2、NiO、H3PMo12O40、WO 3、PbO2和Co3O4等[10]。金属氧化物作为超级电容器电RuO2、IrO 极材料研究最为成功的是RuO2，在H2SO4电解液中其比容能达到700,760 F/g。但RuO2稀有的资源及高昂的价格限制了它的应用。研究人员希望能从MnO2及NiO等贱金属氧化物中找到电化学性能优越的电极材料以代替RuO2。用导电聚合物作为超级电容器的电极材料是近年来发展起来的。聚合物产品具有良好的电子电导率，其典型的数值为1,100 S/cm。一般将共轭聚合物的电导性与掺杂半导体进行比较，采用术语“p掺杂”和“n掺杂”分别用于描述电化学氧化和还原的结果。导电聚合物借助于电化学氧化和还原反应在电子共轭聚合物链上引入正电荷和负电荷中心，正、负电荷中心的充电程度取决于电极电势[9]。导电聚合物也是通过法拉第过程大量存储能量。目前仅有有限的导电聚合物可以在较高的还原电位下稳定地进行电化学n型掺杂,如聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等。现阶段的研究工作主要集中在寻找具有优良的掺杂性能的导电聚合物，提高聚合物电极的充放电性能、循环寿命和热稳定性等方面。超级电容器作为一种新型的储能元件，具有如下优点: (1)超高的容量。超级电容器的容量范围为0.1,6 000 F，比同体积的电解电容器容量大2 000,6 000倍。 (2)功率密度高。超级电容器能提供瞬时的大电流，在短时间内电流可以达到几百到几千安培，其功率密度是电池的10,100倍，可达到10×103 W/kg左右。 (3)充放电效率高，超长寿命。超级电容器的充放电过程通常不会对电极材料的结构产生影响，材料的使用寿命不受循环次数的影响，充放电循环次数在105以

超级电容

超级电容器从储能机理上面分的话，超级电容器分为双电层电容器和赝电容器。是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容器用途广泛。超级电容器（supercapacitor,ultracapacitor），原理又叫双电层电容器(Electrical Double-Layer Capacitor)、电化学电容器(Electrochemcial Capacitor, EC), 黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性存储层，被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。超级电容器是建立在德国物理学家亥姆霍兹提出的界面双电层理论基础上的一种全新的电容器。众所周知，插入电解质溶液中的金属电极表面与液面两侧会出现符号相反的过剩电荷，从而使相间产生电位差。那么，如果在电解液中同时插入两个电极，并在其间施加一个小于电解质溶液分解电压的电压，这时电解液中的正、负离子在电场的作用下会迅速向两极运动，并分别在两上电极的表面形成紧密的电荷层，即双电层。它所形成的双电层和传统电容器中的电介质在电场作用下产生的极化电荷相似，从而产生电容效应，紧密的双电层近似于平板电容器，但是，由于紧密的电荷层间距比普通电容器电荷层间的距离要小得多，因而具有比普通电容器更大的容量。双电层电容器与铝电解电容器相比内阻较大，因此，可在无负载电阻情况下直接充电，如果出现过电压充电的情况，双电层电容器将会开路而不致损坏器件，这一特点与铝电解电容器的过电压击穿不同。同时，双电层电容器与可充电电池相比，可进行不限流充电，且充电次数可达10^6次以上，因此双电层电容不但具有电容的特性，同时也具有电池特性，是一种介于电池和电容之间的新型特殊元器件。

电容基础知识文档

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1电容器的种类 1.1简介电容器简称电容，是一种能贮存电荷或电场能量的元件。它是电路种常用的电子元器件之一，具有充、放电的特点，能够实现通交流、隔直流，因此，常用于隔直流、耦合、旁路、滤波、去耦、移相、谐振回路调谐、波形变换和能量转换等电路中。电容器的种类繁多，按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种，电容的性能、外部结构和用途在很大程度上取决于其所用的电介质，因此按介质材料是常见的电容分类方法，大致可以分为以下几类：有机介质、无机介质、气体介质、电解质。 1.2无机介质 1.2.1纸介电容用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适。 1.2.2金属化纸介电容结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。图1－1 纸介和金属化纸介电容 1.2.3油浸纸介电容它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高，但是体积较大。

图1－2 油浸纸介电容 1.2.4云母电容用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。图1－3 云母电容 1.2.5玻璃釉电容以玻璃釉作介质，具有瓷介电容器的优点，且体积更小，耐高温。 1.2.6陶瓷电容用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。图1－4 陶瓷电容 1.3有机介质 1.3.1涤纶薄膜电容（CL）介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容。

基于新型超级电容技术的电动车动力系统

基于新型超级电容技术的电动车动力系统摘要：本文叙述了一种新型超级电容的研发、制备和测试。并且将这个技术应用于电动车动力系统及相关衍生产品的解决方案。关键词：超级电容纳米MnO2混合动力一、研究背景情况能源是一切系统得以运行的基础。所以在任何设备的设计流程中，能量的供给速率、恒定稳定性、持久度都是第一要考虑的问题。这一点在移动、便携设备上更为突出，几乎成为了其发展的瓶颈。可以说能量供给的质量直接影响着移动、便携设备功能、性能的发展。小到手机、随身听大到电车、潜艇都有一个电力供给的问题。其中电池是核心问题，由于其能量密度大（可达20~100Wh/kg）、成本较低、技术成熟几乎成为了大量存储电荷的唯一手段，有着不可替代的地位。但由于种种原因，电池容量得不到大幅的提高。所以，各界都在研究着如何提高能量利用效率的问题。上世纪九十年代，各国军事领域都出现了混合动力的战车、战舰。即用柴油机发电给电池充电，再以电为动力驱动其运行。这种看似二战中的老式潜艇的动力方式在如今却有着突出的优势。由于柴油机的特性，运转速度越慢效率越高。但功率难以保证。在高速运转时功率大而效率低。尤其在加速过程中能量浪费很严重。所以就让柴油机以经济功率运转发电，给电池充电。通过电池来驱动其运行。同时电机变速效率比机械变速效率高得多，整体可以节能近30%。可以说电驱动是如今的发展趋势。但是由于电池的特性，瞬间放电功率有限。同时，也有与柴油机相似的缺点——输出功率越大效率越低——虽然比柴油机已经强得多了。但综合来看，电池驱动的瞬间加速能力仍不如常规动力。于是，就要求在电池驱动的瞬间放电功能有所改善。其中，在电池上并联一个超级电容是最可行、最成熟的解决方案。所以，超级电容的研发成了一个热点技术。从1957年Becker申请了活性炭做电极材料的双电层电容器专利到现在，超级电容器已有半个世纪的发展历史。其中研究工作主要集中在电极活性物质的研究上。此间许多物质被用作电极材料，大致可分三类：碳材料，过渡金属化合物以及掺杂的导电聚合物。碳材料是最早用作超级电容活性物质的材料，并且其应用一直延续到现在。目前玻璃碳、碳纳米管等材料用于超级电容的电极材料受到越来越多的关注，利用碳纳米管制成的电容器单体，测得其比容量可达到104F/g，在100HZ时还有49F/g，这个转变频率远远大于活性炭的1Hz，说明碳纳米管具有更优良的频率响应。

电容器基本常识

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電容器基本常識一﹑電容器的基本構造﹕ 在正負兩極間加入介質（絕緣材料）乃是電容器的最基本構造﹒ 二﹑電容器的總類﹕ 1﹒含油紙質電容（Oil impregnated paper Capacitor）以兩層以上的絕緣體當介質﹐在真空槽中含浸絕緣油﹐再予以封裝即可﹒ 2﹒金屬化紙電容（Metallized paper Capacitor） 3﹒聚乙酯膜電容（Polyester Film Capacitor） 4﹒金屬化聚乙酯膜電容（Metallized Polyester Film Capacitor）簡稱MPE 5﹒聚苯乙烯膜電容（Polystyrene Film Capacitor）簡稱P.S.Cap 6﹒聚丙烯膜電容（Polypropylene Film Capacitor）簡稱PP.Cap 7﹒金屬化聚丙烯膜電容（Metallized Polypropylene Film Capacitor）簡稱MPP Cap. 8﹒雲母電容（Mica Capacitor） 9﹒陶瓷電容（Ceramic Capacitor） 10﹒鋁電解電容（Aluminum Electrolytic Capacitor） 11﹒空氣電容（Air Capacitor） 12﹒聚碳酯電容（PC）以上凡是金屬化膜電容器皆具有自我恢復作用和小型化的特色﹐自我恢復作用是經電壓瞬時破壞後﹐仍會恢復﹐不致短路﹐因其材料上蒸著之金屬物氣化蒸發飛散之

电容器基本知识

電容器基本知識一、定義：由兩金屬极板加以絕緣物質隔離所構成的可儲存電能的元件稱為電容器二、代號：“C” 三、單位：法拉(F) 微法(uF) 納法(nF) 皮法(pF) 1F=106 uF =109nF=1012 pF 四、特性：通交流、阻直流因電容由兩金屬片構成，中間有絕緣物，直流電無法流過電容，但通上交流電時，由於電容能充放電所致，所以能通上交流五、作用：濾波、耦合交變信號、旁路等六、電容的串聯、並聯計算 1.串聯電路中，總容量=1÷各電容容量倒數之和例： 2.並聯電路中，總容量=各電容容量之和例：七、電容的標示： 1.直標法：直接表示容量、單位、工作電壓等。如1uF/50V 2.代表法：用數字、字母、符號表示容量、單位、工作電壓等如：“104”表示容量為“100000pF” “Z”表示容量誤差“+80% -20%” “”表示工作電壓“50V” 八、電容的分類 1.按介質分四大類 1).有機介質電容器(極性介質與非極性介質，一般有真合介質、漆膜介質等)

2).無機介質電容器(雲母電容器、陶瓷電容器、波璃釉電容器 3).電解電容器(以電化學方式形式氧化膜作介質，如鋁Al2O3鉭Ta2O5) 4).氣體介質電容器(真空、空氣、充氣、氣膜復合) 2.按結構分四大類 1).固定電容器 2).可變電容器 3).微調電容器(半可變電容器) 4).電解電容器 3.按用途分 1).按電壓分低壓電容器、高壓電容器 2).按使用頻率分低頻電容器(50周/秒或60周/秒)和高頻電容器(100K周/秒) 3).按電路功能分：隔直流、旁路、藕合、抗干擾(X2)、儲能、溫度補償等九、我司主要使用之電容： 1).電解電容 2).陶瓷電容(包括Y電容與積層電容、SMD電容) 3).塑膠薄膜電容(包括金屬薄膜電容器、X2電容器、嘜拉電容器) 電解電容(E/C) 一、概述電解電容的構造是由陽箔、陰箔、電解紙、電解液之結合而成的，陽箔經化成後含有一高介電常數三氧化鋁膜(Al2O3)，此氧化膜當作陽箔與陰箔間的絕緣層，氧化膜的厚度即為箔間之距離(d)，此厚度可由化成來加以控制，由於氧化膜的介電常數高且厚度薄，故電解電容器的容量較其他電容高。電解電容的實值陽极是氧化膜接觸之電解液，而陰箔只是將電流傳屋電解液而已，電解紙是用來幫助電解液及避免陽箔、陰箔直接接觸因磨擦而使氧化膜磨損。即電解電容器是高純度之鋁金屬為陽极，以陽极氧化所開氧化膜作為電介質，以液體電解液為電解質，另與陰极鋁箔所構成之電容器。

超级电容组充电解决大电容充电方案

超级电容组充电解决大电容充电方案超级电容（Supercapacitor[SC]或ultracapacitor）亦称双电层电容（electric double-layer capacitor），目前越来越广泛地用于各种电源管理系统。在汽车应用（如具有再生制动功能的起停系统）中，超级电容能够提供使起动器啮合所需的能量，以重启燃烧发动机，并接收在制动期间回收的动能。超级电容的优势在于其充放电次数显着多于传统铅酸电池，同时能够更迅速地吸收能量而不减少其预期寿命。这些特点还使超级电容对工业后备电源系统、快速充电无绳电动工具和远程传感器具有吸引力，因为对这些应用来说，频繁更换电池是不切实际的。本文讨论了有关为这些大电容充电的挑战，并向电源系统设计工程师介绍了如何评估和选择适合后备能量存储应用的最佳系统配置。文中介绍了一种超级电容充电器解决方案范例，并提供了波形和详细解释。系统详述许多系统配置都使用超级电容组作为后备能量存储组件。一开始，设计工程师需要确定其能量存储配置目标，然后决定可用多大电压来存储能量。解决方案选择取决于负载的功率和电压要求，以及超级电容的能量和电压能力。在确定了最佳解决方案后，还必须对整体性能与成本进行平衡。图1显示了一种高效率解决方案的框图，其中的负载是需要稳定输入电压（3.3V、5V、12V等）的器件。48V 主电源为正常工作的开关稳压器2（SW2）供电，同时通过开关稳压器1（SW1）为超级电容组充电，使其电压达到25V。当主电源断开时，超级电容组向SW2供电，以维持负载的连续运行。图1.一种使用超级电容组的电池后备系统的框图选定超级电容后，系统工程师还必须选择为超级电容充电的目标电压，其根据是超级电容的定额曲线。大多数超级电容单元的额定电压范围为室温下2.5V-3.3V,此额定值在更高温度时下降，随之带来更长的预期寿命。通常，充电目标电压设置值应低于最大额定电压，以延长超级电容的工作寿命。接下来需要选择超级电容组的预期电压和SW2拓扑。超级电容组配置可为并联、串联或者并联的串联电容串组合。因为单元电容电压额定值通常低于3.3V,且负载常常需要相等或更高的供电电压，所以针对电容单元配置和SW2的选项是，使用一个电容单元与一个升压转换器，或串联的多个电容单元与一个降压或降压-升压稳压器。若使用升压配置，我们必须确保在超级电容放电时，电压不会下降至低于SW2的最小工作输入电压。该电压下降可能多达超级电容充电电压的一半之多，为此，我们举一个由串联超级电容组合和一个简单降压稳压器（SW1）组成的超级电容组的例子。然后，如果能量要求需要的话，将并联多个串联电容串。如果选择超级电容的串联组合，则必须根据电容串顶端的最大预期电压来选择所用电容单元的数目。更多的串联电容意味着超级电容串的电容值更小而电压更高。例如，假设选择使用两串由四个2.7V10F电容组成的电容串

基于超级电容的无线充电设计参赛作品说明书

参赛作品说明书课题名称：单片机控制的无线充电的微型电动汽车设计所属院校：海口经济学院院系专业：信息工程学院通信工程制作团队：赵洋涛、范倩、唐轲指导老师：孙玉轩、何斌完成时间：2013.6.11

摘要本作品主要采用无线充电技术与超级电容，用单片机控制无线充放电的切换，无线充电线圈的定位，实现了无线充电的微型电动汽车设计。本系统使用无线充电与超级电容，可安全，快速，有效的为小车提供电能。亲手设计基于单片机的无线控制模块电路，并制成了PCB板，通过软件编程实现无线充放电模式的自动切换并用LED灯提示，可随时用LCD显示充电的电压，充电的时间。小车用L298N电机驱动模块进行驱动，并通过无线遥控控制小车行进方向。关键字：无线充电超级电容无线充电控制

目录摘要 (2) 目录 (3) 1概述 (5) 1.1背景 (5) 1.2作品的优势 (5) 2总体设计 (5) 3硬件设计 (6) 3.1无线充放电控制模块 (6) 3.1.1A/D转换模块 (6) 3.1.2显示模块 (7) 3.1.3最小单片机系统 (8) 3.2无线充电模块超级电容 (8) 3.3四键无线遥控控制模块 (9) 3.4电机驱动模块 (10) 4 软件设计 (10) 4.1软件开发环境 (10) 4.1.1 C语言开发环境 (10) 4.1.2keil开发环境 (11) 4.1.3STC-ISP开发环境 (11) 4.2软件程序设计 (11) 4.2.1时间显示设计 (11) 4.2.2电压监控设计 (12) 4.2.3充放电切换 (12) 4.2.4无线遥控程序设计 (13) 5 发展方向 (14) 6 附录 (14) 6.1无线充放电控制原理图 (14) 6.2无线充放电控制PCB图 (15) 6.3源程序 (15)

电池和超级电容器基础知识

一、电池基础知识 1、一次电池和充电电池有什么区别？电池内部的电化学性决定了该类型的电池是否可充，根据它们的电化学成分和电极的结构可知，真正的可充电电池的内部结构之间所发生反应是可逆的。理论上，这种可逆性是不会受循环次数的影响，既然充放电会在电极体积和结构上引起可逆的变化，那么可充电电池的内部设计必须支持这种变化，既然，一次电池仅做一放电，它内结构简单得多且不需要支持这种变化，因此，不可以将一次电池拿来充电，这种做法很危险也很不经济，如果需要反复使用，应有尽有选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池，这种电池也可称为一次电池或蓄电池。 2、一次电池和二次电池还有其他的区别吗？另一明显的区别就是它们能量和负载能力，以及自放电率，二次电池能量远比一次电池高，然而他们的负载能力相对要小。 3、可充电便携式电池的优缺点是什么？充电电池寿命较长，可循环1000次以上，虽然价格比干电池贵，但如果经常使用的话，是比较划算的。充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低，比如，他们放电较快。另一缺点是由于他们几近恒定的放电电压，很难预测放电何时结束。当放电结束时，电池电压会突然降低。假如在照相机上使用，突然电池放完了电，就不得不终止。但另一方面可充电电池能提供的容量比太部分一次电池高。但Li-ion电池却可被广泛地用照相器材中，因为它容量高，能量密度大，以及随放电深度的增加而逐渐降低的放电电压。 4、充电电池是怎样实现它的能量转换？每种电池都具有电化学转换的能力，即将储存的化学能直接转换成电能，就二次电子（也叫蓄电池）而言（另一术语也称可充电使携式电池），在放电过程中，是将化学能转换成电能；而在充电过程中，又将电能重新转换成化学能。这样的过程根据电化学系统不同，一般可充放电500次以上，而我司产品li-ion可重复充放电1000次以上。Li-ion是一种新型的可充电便携式电池。它的额定电

关于超级电容电池的一些讨论

关于超级电容电池的一些讨论摘要本文主要讨论了电池的发展由来，超级电容电池的理论介绍与实际应用，以及它与普通蓄电池性能对比；并且提出了超导电感电池的想法和我们的初步设计。 Abstract: This essay mainly discussed the origin and development of traditional batteries, the idea of super capacitor battery and the differences in their performances. Meanwhile, we raise our own innovative concept of ‘Super Inductive Battery’ and our preliminary design. 前言超级电容的的功率密度大，充分电时间短，充放电特性好，寿命长，在新能源汽车上有广阔的发展前景。这次上海世博会的园内公交全部使用超级电容公交，在每个停靠点只需短时间充电便能维持客车的良好运行。因此，在超级电容上作研究是完全有必要的。主体 1.电的储存电池的最早出现在古希腊，那是人们希望把静电这种神奇的东西保存下来。他们利用导线将摩擦所起的电引向装有铁钉和水的玻璃瓶，实现了电荷的存储，而这恰恰是现在电池的基本雏形。在这种想法的激励下，利用电化学反应存储电

能的蓄电池产生了，利用这种方法存储电能的电池有着较大的容量，确受到放电电流等因素的牵制。然而，基于电容储能思想而发现的超级电容在某些方面有着比普通蓄电池更好的性能。超级电容电池与普通蓄电池对比表 2.超级电容的大电容特性虽然超级电容有着种种优势，但续航能力方面却有这很大的不足，就拿世博超级电容公交车来说，在每个停靠点都必需充电，虽然只需短短的几十秒，却限制了它在更大的范围内推广。那么如何才能提高超级电容的续航能力呢? 由于C=εS/4πkd，所以要提高电容可以采用增加ε和极板面积S，或者缩短极板间距离的方法。减小极板间距离。超级电容采用活性炭材料制作成多孔电极,同时在相对的碳多孔电极之间充填电解质溶液,当在两端施加电压时,相对的多孔电极

电容器相关知识要点

1．滤波电容，去耦电容，旁路电容 2．电容特性 3．电容滤波电路关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用（转） 2007-07-28 11:10 滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。旁路电容用在有电阻连接时，接在电阻两端使交流信号顺利通过。 1.关于去耦电容蓄能作用的理解 1）去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰，干扰的进入方式是通过电磁辐射。而实际上，芯片附近的电容还有蓄能的作用，这是第二位的。你可以把总电源看作密云水库，我们大楼内的家家户户都需要供水，这时候，水不是直接来自于水库，那样距离太远了，等水过来，我们已经渴的不行了。实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。如果微观来看，高频器件在工作的时候，其电流是不连续的，而且频率很高，而器件VCC到总电源有一段距离，即便距离不长，在频率很高的情况下，阻抗Z＝i*wL+R，线路的电感影响也会非常大，会导致器件在需要电流的时候，不能被及时供给。而去耦电容可以弥补此不足。这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一（在vcc引脚上通常并联一个去藕电容，这样交流分量就从这个电容接地。）。 2）有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。 2.旁路电容和去耦电容的区别去耦：去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量。去耦电容还可以为器件供局部化的DC电压源，它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。旁路：从组件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分，另外还可以提供基带滤波功能（带宽受限）。我们经常可以看到，在电源和地之间连接着去耦电容，它有三个方面的作用：一是作为本集成电路的蓄能电容；二是滤除该器件产生的高频噪声，切断其通过供电回路进行传播的通路；三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。在电子电路中，去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用，电容所处的位置不同，称呼就不一样了。对于同一个电路来说，旁路（bypass）电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除，而去耦（decoupling）电容也称退耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象。

电容基本知识

产品说明贴片电容产品规格说明及选用基本知识电容的种类有很多，可以从原理上分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等，从材料上分主要有：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容(即贴片电容或MLCC)、电解电容、钽电容等。我们将贴片电容选用时需要注意的事项和一些基本知识拿出来一起与大家探讨. 如何理解电容介质击穿强度介质强度表征的是介质材料承受高强度电场作用而不被电击穿的能力，通常用伏特/密尔（V/mil）或伏特/厘米（V/cm）表示。当外电场强度达到某一临界值时，材料晶体点阵中的电子克服电荷恢复力的束缚并出现场致电子发射，产生出足夠多的自由电子相互碰撞导致雪崩效应，进而导致突发击穿电流击穿介质，使其失效。除此之外，介质失效还有另一种模式，高压负荷下产生的热量会使介质材料的电阻率降低到某一程度，如果在这个程度上延续足夠长的时间，将会在介质最薄弱的部位上产生漏电流。这种模式与温度密切相关，介质强度隨温度提高而下降。任何绝缘体的本征介质强度都会因为材料微结构中物理缺陷的存在而出现下降，而且和绝缘电阻一样，介质强度也与几何尺寸密切相关。由于材料体积增大会导致缺陷隨机出現的概率增大，因此介质强度反比于介质层厚度。类似地，介质强度反比于片式电容器內部电极层数和其物理尺寸。基於以上考虑，进行片式电容器留边量设计时需要确保在使用过程中和在进行耐压测试（一般为其工作电压的2.5倍）時，不发生击穿失效。如何理解绝缘电阻IR 绝缘电阻表征的是介质材料在直流偏压梯度下抵抗漏电流的能力。绝缘体的原子结构中没有在外电场强度作用下能自由移动的电子。对于陶瓷介质，其电子被离子键和共价键牢牢束缚住，理论上几乎可以定义该材料的电阻率为无穷大。但是实际上绝缘体的电阻率是有限，并非无穷大，这是因为材料原子晶体结构中存在的杂质和缺陷会导致电荷载流子的出现。电容器的射频电流与功率这篇文章主要是讨论多层陶瓷电容器的加载电流、功率损耗、工作电压和最大额定电压之间的关系。通过电容的最大电流主要是由最大额定电压和最大功率损耗限制的。电容的容值和工作频率又决定了它们的限制是可调节。对于在固定频率下一个较低容值的电容或者是一个电容在较低的频率下工作，它们的最高电压极限一般都比最大功率损耗的极限到达快一些。最大的额定电压决定于电容器的阻抗（Xc），就好像功率损耗决定于电阻的阻抗，或者叫做电容的等效电阻（ESR） Xc是由公式：Xc＝1/[2πFC]计算出来，这里的F是频率，单位是Hz；C是容量，单位是F。在没有超出电容器的额定电压情况下，允许流过电容的最大电流峰值是这样计算出来的：I=Er/Xc这里的Er是电容器的额定电压，电流是峰值电流，单位是A。流过电容的实际电流是这样计算出来：I=Ea/Xc，这里的Ea是应用电压或者是实际工作。下面几个例子是讲解在固定的频率不同的电容器这些变数是怎样影响电压和电流的极限值。例1：0.1pF，500V的电容器使用在1000MHZ的频率上：等效电阻：Xc=1/[2(3.14)(1000×106)(0.1x10－12)]＝1591ohms 电流峰值：I=500/1591=0.315Apeak或0.22Arms. 如果超过这个电流，则工作电压将会超过额定电压。例2：1.0pF,500V的电容器使用在1000MHZ的频率上：等效电阻：Xc=1/[2(3.14)(1000×106)(1.0x10－12)]＝159ohms 电流峰值：I=500/159=3.15Apeak或者2.2Arms 如果超过这个电流，则工作电压将会超过额定电压。例3：10pF,500V的电容器使用在1000MHZ的频率上：等效电阻：Xc=1/[2(3.14)(1000×106)(10x10－12)]＝15.9ohms 电流峰值：I=500/15.9=31.5Apeak或者22.2Arms 如果超过这个电流，则工作电压将会超过额定电压。结论：最大功率损耗值是在假设电容器的端头是一个无穷大的散热器情况下计算出来得。这时传导到空气中的热量是忽略的。一个10pF,500V的电容器工作在1000MHZ的频率，在功率极限下工作的电流峰值是7A，平均电流大概是5Arms。在这种工作电流情况下，电容器的温度将会升到125℃。为了稳定地工作，它的实际最大工作电流是2Arms，如果端头的散热效果很好可以到达3Arms。如何理解电容器的静电容量 A.电容量电容器的基本特性是能够储存电荷（Q），而Q值与电容量（C）和外加电压（V）成正比。 Q=CV 因此充电电流被定义为： =dQ/dt=CdV/dt 当外加在电容器上的电压为1伏特，充电电流为1安培，充电时间为1秒时，我们将电容量定义为1法拉。 C=Q/V=库仑/伏特=法拉由于法拉是一个很大的测量单位，在实际使用中很难达到，因此通常采用的是法拉的分数，即：皮法（pF）=10-12F 纳法（nF）=10-9F 微法（mF）=10-6F B.电容量影响因素对于任何给定的电压，单层电容器的电容量正比于器件的几何尺寸和介电常数： C=KA/f(t) K=介电常数 A=电极面积 t=介质层厚度 f=换算因子在英制单位体系中，f=4.452，尺寸A和t的单位用英寸，电容量用皮法表示。单层电容器为例，电极面积1.0×1.0″，介质层厚度0.56″，介电常数2500， C=2500（1.0）（1.0）/4.452（0.56）=10027pF 如果采用公制体系，换算因子f=11.31，尺寸单位改为cm， C=2500（2.54）（2.54）/11.31（0.1422）=10028pF 正如前面讨论的电容量与几何尺寸关系，增大电极面积和减小介质层厚度均可获得更大的电容量。然而，对于单层电容器来说，无休止地增大电极面积或减小介质层厚度是不切实际的。因此，平行列阵迭片电容器的概念被提出，用以制造具有更大比体积电容的完整器件。在这种“多层”结构中，由于多层电极的平行排列以及在相对电极间的介质层非常薄，电极面积A得以大大增加，因此电容量C会随着因子N（介质层数）的增加和介质层厚度t’的减小而增大。这里A’指的是交迭电极的重合面积。 C=KA’N/4.452（t’）以前在1.0×1.0×0.56″的单片电容器上所获得的容量，现在如果采用相同的介质材料，以厚度为0.001″的30层介质相迭加成尺寸仅为0.050×0.040×0.040″的多层元件即可获得（这里重合电极面积A’为0.030×0.020″）。 C=2500（0.030）（0.020）30/4.452（0.01）=10107pF 上面的实例表明在多层结构电容器尺寸相对于单层电容器小700倍的情况下仍能提供相同的电容量。因此通过优化几何尺寸，选择有很高介电常数和良好电性能（能在形成薄层结构后保持良好的绝缘电阻和介质强度）的介质材料即可设计和制造出具有最大电容量体积系数的元件。电容的型号命名各国电容器的型号命名很不统一，国产电容器的命名由四部分组成：第一部分：用字母表示名称，电容器为C。第二部分：用字母表示材料。第三部分：用数字表示分类。第四部分：用数字表示序号。电容的标志方法（1）直标法：用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上。（2）文字符号法：用数字、文字符号有规律的组合来表示容量。文字符号表示其电容量的单位：P、N、U、M、F等。和电阻的表示方法相同。标称允许偏差也和电阻的表示方法相同。小于10PF 的电容，其允许偏差用字母代替：B——±0.1PF，C——±0.2PF，D——±0.5PF，F——±1PF。（3）色标法：和电阻的表示方法相同，单位一般为PF。小型电解电容器的耐压也有用色标法的，位置靠近正极引出线的根部，所表示的意义如下表所示：颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰耐压 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V （4）进口电容器的标志方法：进口电容器一般有6项组成。