2A超级电容器充电器平衡和保护便携式应用中的超级电容器

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作者：凌力尔特公司电源产品部高级产品市场工程师 Steve Knoth

背景

超级电容器在传统电容器和电池之间开拓了一个缝隙市场。它们正在取代数据存储应用中的电池，这类应用需要大电流/持续时间短的备份电源，超级电容器也正用于各种高峰值功率应用，而这类应用需要大的电流突发或补充性电池备份。与电池相比，超级电容器具有提供更高峰值功率的能力，因此提供了更高的功率密度，而且它们外形尺寸小、在更宽的工作温度范围内有更长的充电周期寿命且具有更低的 ESR。与标准陶瓷、钽或电解质电容器相比，超级电容器的外形尺寸和重量与其类似，但提供更高的能量密度。通过降低超级电容器的 Top-Off 电压，并避免高温 (>50°C)，可最大限度地延长电容器的寿命。

表 1：超级电容器、普通电容器及电池的比较

参数	超级电容器	普通电容器	电池
能量存储	瓦-秒能量	瓦-秒能量	瓦-小时能量
充电方法	横越两端口的电压 (即用电池)	横越两端口的电压 (即用电池)	电流和电压
功率提供	快速放电，线性或指数电压衰减	快速放电，线性或指数电压衰减	在长时间内保持恒定电压
充电/放电时间	毫秒至秒	皮秒至毫秒	1 至 10 小时
外形尺寸	小	小到大	大
重量	1g至2g	1g至 10kg	1g至>10kg
能量密度	1 至 5Wh/kg	0.01 至 0.05Wh/kg	8 至 600Wh/kg
功率密度	高，>4000W/kg	高，>5000W/kg	低，100-3000W/kg
工作电压	2.3V 至 2.75V (每节)	6V至 800V	1.2V 至 4.2V (每节)
寿命	>10万个周期	>10万个周期	150 至 1500 个周期
工作温度	-40 至 +85°C	-20 至 +100°C	-20 至 +65°C

小结－超级电容器与电池的比较：

• 电池：

• 高能量密度

• 适度的功率密

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