超級電容的基礎(後編)
超級電容的使用方法和效果

2015/7/28
基础

分类: 电容器PLAZA

1. 前言

在前編中我們已經介紹了敝公司的超級電容(EDLC)的構造和特徵以及與其他電容器等的比較。本次,我們將針對超級電容的代表性的使用方法和效果以及採用事例來進行說明。

 

2. 代表性的使用方法

正如前編中所介紹的,敝公司的超級電容不僅僅具有小型薄型化的特徵,還具有低ESR,大容量和高輸出電力的特徵。此外,還具備優化的充放電循環壽命以及比電解電容和其他超級電容可靠性更高的特徵。而歸類這幾種特徵,基本可用作以下的四種用途。

(1)峰值輸出協助
(2)backup用輔助電源
(3)減輕電池負荷
(4)蓄電元件

下面我們將按照順序來說明這幾種使用方法。

(1) 峰值輸出協助
峰值輸出協助是指,像相機的閃光燈這種需要瞬間輸出大電流的場合,
通過超級電容來給電源補充功率。使用具有高輸出電力的敝公司的超級電容,將有望在電源原先小型化的特點上追加設備的高輸出功能以及改善設備的性能。

【用途例】
LED閃光燈、小型DC電極設備、智能煤氣・水表、RKE(遙控鑰匙)等
 
超級電容的基礎(後編)超級電容的使用方法和效果 

圖1 峰值输出协助



(2) backup用輔助電源
在設備中發生突然斷電的情況的話,可使用作為backup電源用的超級電容。它具有使用壽命長,比電池的ESR低,小型化的特征,實現了在有限空間內安裝,高功率高輸出電力的功能。


【用途例】
SSD、PLC等存儲備份以及通信設備的last gasp。
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 圖2 backup用輔助電源


(3) 減輕電池負荷
電池中施加的負荷過大的話會讓電池的電壓變得不穩定,通過超級電容可以對電池進行協助來幫助電池減輕負荷。在通信設備和音響設備中實現了運作的穩定性且品質提高。


【用途例】
音頻設備、各種通信設備、便攜式打印機,安全設備和醫療設備等
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圖3 減輕電池負荷


(4) 蓄電元件
敝公司的超級電容因為ESR低,即使是在不穩定的輸入電力的情況下也可以進行充放電。因此,適用於發電量不穩定的收割機的蓄電設備中。此外,因其使用壽命長的特徵,能實現免維護的電源。


【用途例】
使用了能源收獲的IoT設備、傳感器網絡設備的電源等
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圖4 蓄電元件

3. 採用事例和效果

(1) LED應用中的採用事例
  • ・採用事例:DSC,DVC的LED閃光燈、火災警報器的LED設備
  • ・效果:大電流特徵保證了LED的發光,為優化功能做出了貢獻。
此外,在閃光燈用途中,LED被用作相機的閃光燈使用實現了頻閃的長使用壽命和小型化,並且實現了發光時間,LED輸出電力的可變性以及連閃等獨特的功能。


DMF系列 1,000mF品達到4A放電時間、可達到5.5V到2.5V的電位差約為1秒的放電。


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圖5 LEDFLASH中採用事例

 

(2) 煤氣・水表中的採用事例
  • ・採用事例:智能煤氣表和智能水表
  • ・効果:透過使用敝公司的超級電容作為通信以及閥門開閉用的輔助電源,為將一次性電池的使用壽命延長15到20年做出了貢獻,此外,敝公司的超級電容具有低ESR的特點,即使在低溫下損耗也很小,能夠讓電池中蓄的功率有效利用。
 
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圖6 智能表中的採用事例

(3) SSD中採用事例
  • ・採用事例:SAS、SATA、PCIe的企業SSD的backup
  • ・効果:鉭電容以及鋁電解電容的個數削減為節省空間做出了貢獻。能夠蓄電且功率為470mF的產品      來說,在大容量鉭電容的100倍以上。例如,10W的情況下,從5.5V到2.0V為止放電的話,約為1秒的backup。
 
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圖7 SSDbackup中的使用例



(4) 電池驅動音頻設備中的採用事例
  • ・採用事例:高端便攜式音頻設備的電源穩定化(音質改善)
  • ・効果:通過電源線的穩定性為優化音質做出了貢獻。
  
超級電容的基礎(後編)超級電容的使用方法和效果


 
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圖8 音频放大器中的採用事例




4. 結語

低ESR且大容量的超級電容的特徵以及使用事例介紹完了。村田製作所今後還將繼續研發低ESR以及小型化的產品,為設備的高功能化以及小型化和節能做出貢獻。

本文是在電波新聞2部「高科技」2015年1月29日號刊登的內容的基礎上再構成的。




擔當:株式會社村田製作所 高功能功率設備商品部