超级电容的基础(后编)
超级电容的使用方法和效果

2015/7/28
基础

分类: 电容器PLAZA

1. 前言

在前编中我们已经介绍了敝公司的超级电容(EDLC)的构造和特征以及与其他电容器等的比较。本次,我们将针对超级电容的代表性的使用方法和效果以及采用事例来进行说明。


2. 代表性的使用方法

正如前编中所介绍的,敝公司的超级电容不仅仅具有小型薄型化的特征,还具有低ESR,大容量和高输出电力的特征。此外,还具备优化的充放电循环寿命以及比电解电容和其他超级电容可靠性更高的特征。而归类这几种特征,基本可用作以下的四种用途。

(1)峰值输出协助
(2)backup用辅助电源
(3)减轻电池负荷
(4)蓄电元件

下面我们将按照顺序来说明这几种使用方法。

(1) 峰值输出协助
峰值输出协助是指,像相机的闪光灯这种需要瞬间输出大电流的场合,
通过超级电容来给电源补充功率。使用具有高输出电力的敝公司的超级电容,将有望在电源原先小型化的特点上追加设备的高输出功能以及改善设备的性能。


【用途例】
LED闪光灯、小型DC电极设备、智能煤气・水表、RKE(遥控钥匙)等
 
超级电容的基础(后编)超级电容的使用方法和效果
 图1 峰值输出协助


(2) backup用辅助电源
在设备中发生突然断电的情况的话,可使用作为backup电源用的超级电容。它具有使用寿命长,比电池的ESR低,小型化的特征,实现了在有限空间内安装,高功率高输出电力的功能。

【用途例】
SSD、PLC等存储备份以及通信设备的last gasp。
超级电容的基础(后编)超级电容的使用方法和效果
 图2 backup用辅助电源


(3) 减轻电池负荷
电池中施加的负荷过大的话会让电池的电压变得不稳定,通过超级电容可以对电池进行协助来帮助电池减轻负荷。在通信设备和音响设备中实现了运作的稳定性且品质提高。

【用途例】
音频设备、各种通信设备、便携式打印机,安全设备和医疗设备等
Electrical Double-Layer Capacitor Basics (Part 2): Uses and Effects of Electrical Double-Layer Capacitors 
图3 减轻电池负荷


(4) 蓄电元件
敝公司的超级电容因为ESR低,即使是在不稳定的输入电力的情况下也可以进行充放电。因此,适用于发电量不稳定的收割机的蓄电设备中。此外,因其使用寿命长的特征,能实现免维护的电源。

【用途例】
使用了能源收获的IoT设备、传感器网络设备的电源等
 Electrical Double-Layer Capacitor Basics (Part 2): Uses and Effects of Electrical Double-Layer Capacitors

图4 蓄电元件


3. 采用事例和效果

(1) LED应用中的采用事例
  • ・采用事例:DSC,DVC的LED闪光灯、火灾警报器的LED设备
  • ・效果:大电流特征保证了LED的发光,为优化功能做出了贡献。
此外,在闪光灯用途中,LED被用作相机的闪光灯使用实现了频闪的长使用寿命和小型化,并且实现了发光时间,LED输出电力的可变性以及连闪等独特的功能。


DMF系列 1,000mF品达到4A放电时间、可达到5.5V到2.5V的电位差约为1秒的放电。


 Electrical Double-Layer Capacitor Basics (Part 2): Uses and Effects of Electrical Double-Layer Capacitors

 Electrical Double-Layer Capacitor Basics (Part 2): Uses and Effects of Electrical Double-Layer Capacitors

图5 LEDFLASH中采用事例

 

(2) 煤气・水表中的采用事例
  • ・采用事例:智能煤气表和智能水表
  • ・効果:通过使用敝公司的超级电容作为通信以及阀门开闭用的辅助电源,为将一次性电池的使用寿命延长15到20年做出了贡献,此外,敝公司的超级电容具有低ESR的特点,即使在低温下损耗也很小,能够让电池中蓄的功率有效利用。
 
 Electrical Double-Layer Capacitor Basics (Part 2): Uses and Effects of Electrical Double-Layer Capacitors

Electrical Double-Layer Capacitor Basics (Part 2): Uses and Effects of Electrical Double-Layer Capacitors 

图6 智能表中的采用事例

(3) SSD中采用事例
  • ・采用事例:SAS、SATA、PCIe的企业SSD的backup
  • ・効果:钽电容以及铝电解电容的个数削减为节省空间做出了贡献。能够蓄电且功率为470mF的产品来说,在大容量钽电容的100倍以上。例如,10W的情况下,从5.5V到2.0V为止放电的话,约为1秒的backup。
 
Electrical Double-Layer Capacitor Basics (Part 2): Uses and Effects of Electrical Double-Layer Capacitors 

 Electrical Double-Layer Capacitor Basics (Part 2): Uses and Effects of Electrical Double-Layer Capacitors  Electrical Double-Layer Capacitor Basics (Part 2): Uses and Effects of Electrical Double-Layer Capacitors

图7 SSDbackup中的使用例



(4) 电池驱动音频设备中的采用事例
  • ・采用事例:高端便携式音频设备的电源稳定化(音质改善)
  • ・効果:通过电源线的稳定性为优化音质做出了贡献。
  
Electrical Double-Layer Capacitor Basics (Part 2): Uses and Effects of Electrical Double-Layer Capacitors


 
 Electrical Double-Layer Capacitor Basics (Part 2): Uses and Effects of Electrical Double-Layer Capacitors

图8 音频放大器中的采用事例




4. 结语

低ESR且大容量的超级电容的特征以及使用事例介绍完了。村田制作所今后还将继续研发低ESR以及小型化的产品,为设备的高功能化以及小型化和节能做出贡献。

本文是在电波新闻2部「高科技」2015年1月29日号刊登的内容的基础上再构成的。




担当:株式会社村田制作所 高功能功率设备商品部