2.9 電容器的特性與選用

2.9.1 陶瓷電容

1．概述

陶瓷電容因為體積小、壽命長、使用頻率高等優(yōu)點(diǎn)，在開關(guān)電源中應(yīng)用比較多。陶瓷電容也叫瓷介電容，它的介質(zhì)是一種天然物質(zhì)陶瓷。陶瓷電容器有多種結(jié)構(gòu)形式，其原理大體一樣，主要是根據(jù)陶瓷的理化性質(zhì)嚴(yán)格控制陶瓷片的厚度、面積、光滑度和平整度，然后經(jīng)過現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行精細(xì)加工而成。陶瓷的種類很多，根據(jù)成分不同，可分為鈦康陶瓷、熱康陶瓷及鈦酸鋇陶瓷等，鈦康材料的介電常數(shù)較高，具有負(fù)溫度系數(shù)。熱康材料的介電常數(shù)較低，負(fù)溫度系數(shù)較小，電容的穩(wěn)定性好。偏鈦酸鋇材料介電常數(shù)最高，溫度系數(shù)也很大，電容器的穩(wěn)定性很差，一般高新電子產(chǎn)品不用這種電容。陶瓷電容在開關(guān)電源電路中常用來抑制共態(tài)噪聲，常接在電路與地之間，即Y電容，如圖2-22所示。

2．陶瓷電容在電路中的作用

一般說，電容有隔直流信號，傳遞交流信號的作用，它對防止和濾除噪波、高頻電磁干擾和穩(wěn)定電氣性能起著十分重要的作用，陶瓷電容在電子電路中起如下的作用：

1）平滑紋波電流。開關(guān)電源輸出電能，都是脈動直流，電流紋波較大，開關(guān)電路常采用大電容量的電解電容，隨著開關(guān)電源的高頻化與小型化，對電源輸出參數(shù)要求也越來越高，目前均已采用疊層陶瓷電容，這種電容器的內(nèi)部采用鎳，經(jīng)過碳膜化高溫處理使電容量、耐電壓等級及漏電流降低得到極大的改善。疊層陶瓷電容的容抗跟鋁電解電容相比非常小，在電路中用作平滑紋波的效果非常好，電容自身的發(fā)熱量很低，對輸出100～500kHz的紋波電流的平滑度有顯著提高。一般來說，鋁電解電容隨著使用時間的延長，它的電容量隨電解質(zhì)干涸而減小，而陶瓷電容的電容量幾乎不隨時間變化。

2）旁路噪聲干擾。為了阻止噪聲由輸出回路進(jìn)入負(fù)載或者低頻電磁波由輸入電路進(jìn)入電源，一般在電路中接入陶瓷電容，用它來抑制正態(tài)噪聲和用于低通濾波。這種作用的電容稱為旁路電容，它配接在主電路的輸出電路中，其旁路效果比較好。這種電容的電容量一般為220～3300pF，耐壓范圍視電路作用而定，一般為500V～1.2kV。

3）濾除噪聲。開關(guān)電源的輸入回路常接有交流電路濾波器，它的作用是濾除外部噪聲的進(jìn)入與內(nèi)部噪聲的傳出，這種濾除噪聲的電容都用陶瓷電容。接在電源進(jìn)線的電容，抑制噪聲的頻率較低，所需的電容量較大，耐壓為275V，稱它為X電容，如圖2-22所示。

3．陶瓷電容的特點(diǎn)

1）結(jié)構(gòu)簡單，加工生產(chǎn)工藝要求不高，原料豐富，價格便宜。

2）電容的絕緣性能強(qiáng)，絕緣電阻大，可制成耐壓很高的電容，能耐壓高達(dá)2kV。

3）具有良好的耐熱性，有耐高溫的特點(diǎn)，可在高達(dá)500～600℃的條件下正常穩(wěn)定工作。

4）溫度系數(shù)范圍很寬，可以生產(chǎn)出不同溫度系數(shù)的電容，以適用于不同的場合。

5）陶瓷電容還有耐酸、耐堿、耐鹽的特點(diǎn)，若受水的侵蝕，也能長期正常地工作，不易老化。

6）陶瓷材料的介電系數(shù)很大，一般從幾十皮法到數(shù)百皮法，有的介電系數(shù)高達(dá)幾千皮法，這使得瓷介電容器的體積可以做得很小，如果采用多疊層的方式，電容器的容量可擴(kuò)展很大。

7）陶瓷電容的瓷介質(zhì)材料不可以卷曲，電容器本身不帶電感性，這樣生產(chǎn)出來的陶瓷電容高頻特性較高，廣泛用于航天通信。

8）陶瓷電容的損耗角正切值與頻率的關(guān)系很小，損耗值不隨頻率的升高而上升。但是，它的機(jī)械強(qiáng)度低，容易破裂損壞。

2.9.2 薄膜電容

1．概述

有機(jī)薄膜就是塑料薄膜，以有機(jī)介質(zhì)材料制造的電容就是薄膜電容。

薄膜電容有十幾種，有聚苯乙烯電容、聚四氟乙烯電容、聚酯（滌綸）電容、聚丙烯電容等。聚苯乙烯電容器的種類很多，CB10型、CB11型為普通聚苯乙烯電容器，CB14型、CB15型為精密聚苯乙烯電容器。聚四氟乙烯電容器使用的材料價格昂貴，生產(chǎn)成本高，通常只在特殊場合選用這種電容器，例如高溫、高絕緣、高頻電路中使用。聚酯電容器就是滌綸電容，它性能穩(wěn)定、體積小，常常被用在高級電子設(shè)備中。

2．薄膜電容在電路中的作用

薄膜電容有很多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于開關(guān)電源電路中。

1）抑制正態(tài)噪聲。電源輸入回路的低頻噪聲波以及電磁雜波，是一種頻率低于5MHz的干擾信號，抑制這種信號的能力，就是電子設(shè)備電磁兼容性（EMC）指標(biāo)的高低，要保證電子設(shè)備既不受周圍環(huán)境噪聲的影響，也不能對周圍設(shè)備產(chǎn)生干擾，圖2-22中的C1、C4以及C2、C3、L、C5、C6將起著決定性作用，C1、C4與交流輸入線并接，抑制正態(tài)噪聲叫X電容，C2、C3、C5、C6接在輸入線與地之間稱Y電容，也起著抑制正態(tài)噪聲的作用，這里的元件既可以用陶瓷電容，也可以用薄膜電容。抑制正態(tài)噪聲的Y電容的選用，要注意電容的額定值，其次是漏電流。

2）用作電路充放電。很多電子電路為了加速晶體管的導(dǎo)通和截止，一般在晶體管的基極串聯(lián)由電容、電阻組成的RC微分電路，C就是加速充電電容。用于晶閘管的高壓點(diǎn)火過程中，它將電容器的充電電能輸入到變壓器的一次側(cè)，經(jīng)變壓器耦合升壓，使它的二次側(cè)獲得高壓，進(jìn)行重復(fù)點(diǎn)火，如火箭發(fā)射起飛等，都是采用光放電原理。

3）抑制共模干擾。共模干擾和差模干擾是開關(guān)電源防止干擾常見的一種物理現(xiàn)象，這種干擾不但幅值高、能量大，而且對電源有破壞性的損害作用，只有聚四氟乙烯薄膜電容才能抑制這種干擾。圖2-22中的C10就是為抑制這種干擾而設(shè)計的。

3．薄膜電容的特性

1）耐壓范圍寬。薄膜電容一般耐壓范圍在30V～15kV內(nèi)。普通聚苯乙烯電容的額定電壓為100V；高壓型聚苯乙烯電容的工作電壓可高達(dá)40kV，專供高壓電子設(shè)備使用。

2）絕緣電阻高。聚苯乙烯電容的容抗一般大于1011Ω，所以它的漏電流很小，電容在充電后靜置1000h，仍能保持95%以上的電荷。而紙介質(zhì)電容充電后靜置200h，充電電荷量幾乎全部放完。所以聚苯乙烯電容廣泛用于航空航天、金屬冶煉及超低溫寒冷環(huán)境。

3）電容器的損耗很小，通常tanδ=5×10-4～12×10-4，所以用在高頻電路或要求絕緣電阻很大的電子產(chǎn)品里。

4）電容的制造工藝簡單，用于制造電容的材料豐富，而且電容的容量范圍寬，一般可生產(chǎn)的容量為50pF～500μF。

5）制造出的電容精度很高，這是因為金屬膜聚苯乙烯的厚度、平整度和均勻度容易控制。電容器的誤差等級為±1%、±2%和±5%。特殊需要時，電容器的誤差可控制到±0.3%，甚至±0.1%。

6）聚苯乙烯電容的溫度系數(shù)極小，一般為-70×10-6～200×10-6（1/℃）。電容在電路中工作極為穩(wěn)定，但是工作溫度不能超過100℃，否則電容的損耗加大。抗酸堿、耐腐蝕、耐潮濕也是聚苯乙烯電容的一大優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)電容器兩片極板因電壓過高而將局部擊穿時，聚苯乙烯金屬膜層能使擊穿點(diǎn)的金屬層面恢復(fù)到擊穿點(diǎn)之外，從而達(dá)到自愈，能消除因擊穿造成的短路，保證了電路安全。

2.9.3 鋁電解電容

鋁電解電容也是由極板和絕緣介質(zhì)組成的。它的絕緣介質(zhì)一般是鋁酸溶液。鋁電解電容是在開關(guān)電源電路里使用比較多的一種元件，它的質(zhì)量好壞也是整個電源質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。如果對它的功能特性、選用原則不十分了解，很難在電子設(shè)備中發(fā)揮它的作用，甚至可能起到相反的作用。設(shè)計工程師必須把握鋁電解電容的電氣參數(shù)與性能特點(diǎn)，才能正確地設(shè)計出高品質(zhì)開關(guān)電源和其他電子產(chǎn)品。

1．鋁電解電容的功能特性

鋁電解電容和其他電容一樣，也有傳遞電能、濾除交流的作用。常常由于溫度、濕度、工作電壓以及頻率的影響，使電容的壽命、效果發(fā)生質(zhì)的變化，因此，提高鋁電解電容的質(zhì)量、縮小體積是所有生產(chǎn)廠家主攻的難題。他們在生產(chǎn)工藝上采用了許多新技術(shù)，其中有擴(kuò)大電極箔的蝕刻倍率、開發(fā)耐熱性能好的高電導(dǎo)率電解液；提高電解體隔膜的化學(xué)性能和熱穩(wěn)定性；采用高氣密性、耐腐蝕、耐高溫的封口材料；對生產(chǎn)工藝和監(jiān)測環(huán)節(jié)采用全程自動化跟蹤生產(chǎn)，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。影響鋁電解電容器的是溫度和隨著時間而延長的電解液的導(dǎo)電性能，它們影響鋁電解電容的工作電壓和體積的蝕刻倍率，因此增大電解體的有效表面積，增大電極箔的單位面積，是增加電容靜電容量，提高電容極片的耐壓等級的主要手段。

鋁電解電容的電解液是通過高沸點(diǎn)溶液媒介和電離子離解度物質(zhì)融合并添加高溫穩(wěn)定劑而成的。電解電容的封口襯墊用來控制電容里的電解質(zhì)溶液揮發(fā)而設(shè)定，襯墊材料的選擇對電容的壽命至關(guān)重要。鋁電解電容的性能主要決定于電解液的性能、陽極箔蝕刻倍率以及封口材料等因素。

2．鋁電解電容的電氣參數(shù)

1）額定工作電壓。鋁電解電容的額定（直流）工作電壓是衡量電容動態(tài)品質(zhì)重要參數(shù)，如果電路施加在電容的最高峰電壓高于電容的額定電壓，電容器的漏電流將增大，傳遞電能的能力將下降，電氣特性將會破壞，嚴(yán)重超壓時，在很短的時間使電容爆裂損壞。

2）標(biāo)稱靜電容量及允許偏差。開關(guān)電源整流濾波的電容量較大，而且是隨著輸出功率的變化而改變的，它是為減小整流后的電壓紋波而設(shè)立的，起著平波作用。在電容的額定電壓一定時，電容的容量越大，體積越大，價格也越高。如果濾波電解電容量太小，不僅對直流紋波電壓起不到濾波的作用，還會引起開關(guān)管的損壞，很可能會導(dǎo)致輸出波峰電流超過安全標(biāo)準(zhǔn)。開關(guān)電源對電解電容器容量偏差有嚴(yán)格的要求，一般允許偏差±10%，高級的電源為±5%。

3）使用溫度范圍。開關(guān)電源的溫升一般只能達(dá)到60℃，由于電源膠殼內(nèi)部空間有限，元器件排列擁擠，散熱條件較差，當(dāng)環(huán)境溫度超過35℃時，開關(guān)電源殼內(nèi)溫升超過80℃，加上電解電容器自身的熱量，電容表面溫度會超過90℃，這對電解電容器的質(zhì)量是一個很大考驗。從可靠性和安全性考慮，注意電容器所標(biāo)明的溫度范圍。除此以外，還要注意電容器內(nèi)部電解液受溫度影響，通過封口，從縫隙可看到漏逃逸的程度。還要求具有防爆裝置。

4）漏電流。漏電流是所有電容的一個重要技術(shù)指標(biāo)，如果漏電流偏大，電容的容量將隨著時間的延長急劇減小，使壽命也越來越短，對整個電源的使用時間產(chǎn)生重大影響，鋁電解電容將漏電流視為生命電流，可見漏電流的大小非同一般。

5）損耗角正切值。電容的損耗角正切值是電容容抗的一種表述，電子電路有阻抗、容抗和感抗，統(tǒng)稱為電抗，損耗角正切是功率損耗一個參量。

6）耐高頻脈沖電流能力。任何一只電解電容，把它視為一個理想的電容器電抗與一只電阻串聯(lián)，當(dāng)開關(guān)電源采用APFC電路時，要求APFC變換器輸出的濾波電容不僅能承受400V以上的直流高壓，而且還必須能通100kHz以上的脈沖電流，這種高頻脈沖電流在對電解電容進(jìn)行充放電的過程中，將會產(chǎn)生大量的熱耗損失，并使電解電容溫度升高，這種溫升的高低，就是ESR技術(shù)指標(biāo)，ESR越小，電容器耐高頻脈沖電流的能力越強(qiáng)。

7）高溫存儲特性。電解電容放在105℃的無負(fù)載的環(huán)境中，經(jīng)過720h，再驟降至25℃，電容器的靜電容量的變化率在初始值±15%以內(nèi)；額定電流等于初始規(guī)定值；電容的漏電電流不發(fā)生明顯的改變。

3．鋁電解電容的選用

根據(jù)開關(guān)電源電路各個回路工作區(qū)域的不同，結(jié)合鋁電解電容的功能特性和技術(shù)參數(shù)，對鋁電解電容的選用作如下規(guī)定：

1）額定工作電壓的確定。對于交流輸入用于單個電容器直流濾波，則要求電解電容器的耐壓不低于最高輸入電壓的倍。如果開關(guān)電源采用升壓式有源功率因數(shù)校正（APFC）輸出濾波電容器，要求電容器的耐壓不低于輸入電壓最大值的倍。其他用于濾波的電容耐壓大于1.2倍的輸出電壓。

2）電容容量選擇計算。濾波用電解電容器的容量大一些，有利于減小直流電壓的紋波，對電源橋式整流輸出的脈動電壓有穩(wěn)壓作用，使開關(guān)功率管在工作區(qū)域里，發(fā)揮最大的脈沖調(diào)制和功率驅(qū)動作用，其電容容量的大小與輸出功率有一定關(guān)系，對于5～10W的開關(guān)電源，用電解電容按1.47μF/W計算選用；對于10～50W的開關(guān)電源，按2.0μF/W的容量計算選用；對于50～100W的開關(guān)電源，按2.5μF/W的容量計算選用；對100～150W的開關(guān)電源，按3.0μF/W的容量計算選用。值得注意的是，有些開關(guān)電源的功率因數(shù)和電源的諧波含量達(dá)不到技術(shù)指標(biāo)，設(shè)計工程師不知所措，其原因就是電源濾波電容容量太小所致。電解電容靜電容的允許偏差一般選用±10%，要求高的開關(guān)電源可選用±5%。

3）電容器使用溫度的考慮。開關(guān)電源所有的元器件都處在比較高的溫度環(huán)境下工作，電解電容屬于高發(fā)熱元件，僅次于振蕩變壓器和開關(guān)功率管，如果電解電容的標(biāo)稱溫度選用低了，不但是降低了開關(guān)電源技術(shù)指標(biāo)，還使電源的使用壽命大大縮短，嚴(yán)重時將會產(chǎn)生爆炸。因此，從可靠性與安全性考慮，電解電容必須選用-25～105℃的高溫型鋁質(zhì)電容。對直徑大于8mm的中高壓高溫型鋁電解電容，要求具有防爆結(jié)構(gòu)或防爆裝置。

4）漏電流的估算與測試。如果電解電容的漏電流偏大，電容會發(fā)生早期失效，開關(guān)電源的輸出電壓偏低，波動加大，這是常見的現(xiàn)象。在選用時，對電容必須進(jìn)行測試。如果沒有電容參數(shù)測試儀，可用普通萬用表R×1k電阻檔進(jìn)行測量，指針偏離越大，接近“0”停留時間越長，說明電容越大，然后，緩慢回到“∞”位置，距離“∞”位置越近，則漏電流越小，相反漏電流越大。除此以外，還可對電解電容漏電流估算：當(dāng)電容C=33μF時，其漏電流；當(dāng)C≥49μF時，V。C是電容容量，單位是μF，V的單位是V。

總之，選擇鋁電解電容器時要考慮電容的額定容量，其次是耐壓，再次是標(biāo)稱溫度，最后是漏電流。

凡是能經(jīng)受住各種試驗檢驗的鋁電解電容器，在實(shí)際應(yīng)用中很少會損壞。鋁電解電容器在高頻電路中的選用類別見表2-16。

2.9.4 固態(tài)電容

鋁電解電容的電解質(zhì)是硅酸鋁，它的容量、壽命、漏電流受溫度影響較大，尤其是開關(guān)電源的使用壽命很難突破50000h的主要原因是電解電容的影響。固態(tài)電容（Solid Capacitors）的電解質(zhì)采用的是高分子聚合物，該材料不會與氧化鋁發(fā)生反應(yīng)，通電后不會發(fā)生爆炸，也不存在受熱膨脹而影響電容傳遞電能或產(chǎn)生爆裂。固態(tài)電容具有環(huán)保、低阻抗、高低溫穩(wěn)定、耐高脈沖沖擊等優(yōu)點(diǎn)。固態(tài)電容的耐溫達(dá)260℃，且它的導(dǎo)電性、頻率特性及電容使用壽命均不受溫度影響。它適用于攝像機(jī)、工業(yè)計算機(jī)等領(lǐng)域。

1．固態(tài)電容分類

按電容的介質(zhì)來分，分為有機(jī)介質(zhì)、無機(jī)介質(zhì)和鋁電解電容三大類。

1）無機(jī)介質(zhì)電容：包括陶瓷和云母兩種。陶瓷固定電容常用在CPU上，也可用在GHz級別的超高頻器件上。

2）有機(jī)介質(zhì)電容：例如固體薄膜電容，其特點(diǎn)是容量精度高、耐高溫、防潮濕等特點(diǎn)，常用在節(jié)能燈開關(guān)電源等電子設(shè)備上。

3）鋁電解電容：電解電容的分類為電解液、二氧化錳、TCNG有機(jī)半導(dǎo)體、固體聚合物等。固態(tài)電容在我國發(fā)展迅速，它可以替換普通的鉭電容，應(yīng)用范圍越來越廣闊。采用固態(tài)電容的計算機(jī)，全天候24小時開機(jī)它的壽命可達(dá)到23年，是一般鋁電解電容的6倍多。

2．固態(tài)電容結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

固態(tài)電容采用固態(tài)導(dǎo)電高分子材料代替電解液作電容的陰極。導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電能力比電解液高3～4個數(shù)量級，應(yīng)用這種固態(tài)電容可以大大降低等效串聯(lián)電阻，改善溫度頻率特性，由于電容結(jié)構(gòu)使用電導(dǎo)率高的材料，在高頻下的容抗很低，耗電低，易于提高設(shè)備的效率。有機(jī)固態(tài)電解電容的結(jié)構(gòu)與液態(tài)鋁電解電容相似，多采用直插立式方式。不同之處在于固態(tài)聚合物電解電容的陰極材料用固態(tài)有機(jī)半導(dǎo)體浸膏替換電解液，在提高各項有關(guān)電氣性能的同時，有效解決了電解液蒸發(fā)、泄漏、易燃等難題。

由于采用了新型的固態(tài)電解質(zhì)，固態(tài)電解電容具有液態(tài)電解電容無法比擬的優(yōu)良特性。這些電氣性能對于提高電子設(shè)備以高頻為特征的使用顯得尤為重要，可在開關(guān)電源得到應(yīng)用。

3．固態(tài)電容的選用

知道了固態(tài)電容的各項優(yōu)良特性后，還需懂得焊接經(jīng)驗，掌握選用元器件的方法，在發(fā)現(xiàn)電容有漏液、失效情況時，首先應(yīng)找到電路導(dǎo)致電容失效的原因，才能更換電容，否則不能徹底解決問題。固態(tài)電容的選用方法如下：

1）注意產(chǎn)品的標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)，固態(tài)電容標(biāo)識：第一部分是產(chǎn)品名稱，用字母C表示電容；第二部分標(biāo)識材料，鉭材料為A，鋁材料為D；第三部分標(biāo)識容量；第四部分是耐壓。

2）電容的頂部是否有十字形的防爆凹槽。固態(tài)電容頂部沒有十字形凹槽。

3）注意封裝形式：有兩種封裝形式，一種是直插式封裝，另一種是帶橡膠底座垂直安裝形式。近期松下公司推出的TS-EE系列固態(tài)鋁電解電容其耐壓高達(dá)400～450V，將額定的紋波電流降低了1.5倍，有效控制了自身發(fā)熱，其電容使用壽命可達(dá)到92000h。

2.9.5 超級電容器

超級電容器是一種電容量可達(dá)數(shù)千法拉的極大容量電容器。根據(jù)電容器的原理，電容量取決于電極間距離和電極的表面積，為達(dá)到這種容量，只有縮小電極間距離，增加電極面積，為此，采用雙層和活性炭多孔化電極。電容器雙層介質(zhì)，在電容器的兩個電極上施加電壓，在靠近電極介質(zhì)表面上產(chǎn)生的電荷極性相反的電荷被束縛在介質(zhì)界面上，形成電容器的兩個電極；同時，活性炭多孔化電極可以獲得極大的電極表面積，因而這種結(jié)構(gòu)的超級電容器具有極大的電容量，并能存儲很大的靜電能量。超級電容器充、放電速度快，而且容量大，能夠用于備用電源、動力電池、相機(jī)閃光燈、混合動力電動汽車等各種節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域。

1．超級電容器的特點(diǎn)

1）充電速度快：10min內(nèi)可充到額定容量的95%以上。

2）大電流放電能力強(qiáng)，大電流能量循環(huán)效率大于95%。

3）功率密度高：可達(dá)300～6000W/kg，相當(dāng)于電池的10倍以上，其容量范圍為0.1～1000F。

4）超低溫性能好：使用溫度范圍為-40～+80℃，其循環(huán)使用壽命高達(dá)500萬h以上。

2．超級電容器的主要參數(shù)

1）壽命：超級電容器的內(nèi)阻增加，則容量降低。在規(guī)定的參數(shù)范圍內(nèi)，它的有效使用時間是可以延長的，一般跟它的特點(diǎn)第4條所規(guī)定的有關(guān)。影響壽命的是活性干涸、內(nèi)阻加大，存儲電能能力下降至63.2%稱為壽命終結(jié)。

2）電壓：超級電容器有一個推薦電壓和一個最佳工作電壓。如果使用電壓高于推薦電壓，將縮短電容器的壽命，但是電容器能連續(xù)長期工作在過高壓狀態(tài)下，電容器內(nèi)部的活性炭將分解形成氣體，有利存儲電能，但不能超過推薦電壓的1.3倍，否則將會因電壓超高而損壞超級電容器。

3）溫度：超級電容器的正常操作溫度是-40～70℃。溫度與電壓是影響超級電容器壽命的重要因素。溫度每升高5℃，電容器的壽命將下降10%。在低溫下，提高電容器的工作電壓，電容器的內(nèi)阻不會上升，可提高電容器的使用效率。

4）放電：在脈沖充電技術(shù)里，電容內(nèi)阻是重要因素；在小電流放電中，容量又是重要因素，用公式表達(dá)如下：

式中，Vdrop是起始工作電壓與截止工作電壓之差；I是放電電流；R是電容器的直流內(nèi)阻；t是放電時間；C是電容容量。

為降低電壓跌落，需選用大容量超級電容器。

5）充電：電容充電有多種方式，如恒流充電、恒壓充電、脈沖充電等。在充電過程中，在電容回路串接一只電阻，將降低充電電流，提高電池的使用壽命。電池不允許瞬間大電流放電，一只超級電容器并接在電池的充電電流計算公式如下：

Im=VW/（5RC）

式中，Im是推薦最大充電電流；VW是充電電壓；RC是電容的直流內(nèi)阻。

持續(xù)采用大電流、高電壓充電將影響電容壽命。

3．超級電容器的選用

超級電容器是一種新能源裝置，它有兩個應(yīng)用指標(biāo)：一是高功率脈沖，二是瞬時功率保持。下面是兩種計算公式和應(yīng)用實(shí)例：

1）瞬時保持所需的電能：

2）減少電能能量：

式中，Vwrok為正常工作電壓；Vmin為最低輸入電壓。

超級電容器的容量：C=（Vwork+Vmin）It/（Vwrok-Vmin）

式中，I為電路維持電流；t為維持時間。

例如，有一充電設(shè)備，用超級電容器作備用電池，若超級電容器的維持電流I=0.1A=100mA，維持時間t=10s，最低輸入電壓Vmin=4.2V，工作電壓Vwork=5V。計算充電設(shè)備需配多大的超級電容器容量C。

根據(jù)上述容量計算公式：

C=（5+4.2）×0.1×10/（5-4.2）F=11.5F

根據(jù)計算結(jié)果，可選用6V、11.5F電容。