如果大家有印象的話，第一次聽到“超級電容”這個詞應該是在初三的物理課本中電學那一塊，這是阿昆我的第一記憶（不知道對錯，大家可以驗證一下）。

電子專業的朋友對于電容是再熟悉不過的，平時接觸的最多的就是普通陶瓷電容、電解電容、钽電容等，容量從幾PF（皮法）到幾千uF都有。

電容的單位有pF,nf、uF、F，他們之間是什麼關系呢？

1F=1000000uF

1uF=1000nF

1nF=1000pF

1F=1000000000000pF(數不過來）

這些貼片小電容容量一般從幾PF到10多uF.

而這一類電解電容的容量從幾十uF到上千uF

平常的電路中應用到的電容一般容量是從pF-uF級别，而F（也就是法拉）這個單位隻有在我們今天聊的”超級電容“（EDLC)中存在。

如上圖，都是幾種超級電容的外形。他們的容量一般是以F為單位了。

上圖是超級電容在電路闆中的一個典型應用 ，就是給芯片供電，确保即使電源斷電過程中也能保持時鐘（時間）信息。如果有經驗的朋友會注意到平時我們的電子手表、電子記事本，即使沒有電幾天，隻要重裝新裝電池，時間也又恢複正常準确，那就是因為有超級電容的存在，它利用他的電能保持了芯片的時鐘信息一直處于工作狀态。其實電腦主闆上也有一個紐扣電池，那個是保持電腦BISO信息的，就算關電，電腦的相關啟動設置信息還是在電腦中存儲着的。原理是一樣，這個電池就相當于紐扣電池。

簡單地說，超級電容是一種容量非常非常非常巨大的電容（和我們普通用的電容比）。

常規情況上，我們可以将超級電容看作是一個可充電電池，因為容量巨大，可以存儲更多電荷。超級電容與電解電容的最大區别是其電子雙層架構，它能實現更高的容量。

　　電容值在數十法拉左右的早期超級電容體積較大，主要用于大型電源設備。小體積低電壓的超級電容則常用作消費電子設備中的短期備用電源（如上案例）。

下面根據某廠商生産的超級電容來介紹一下超級電容EDLC的相關參數特性，供大家參考。

1、特性

• 可用作充電電池及後備電源
• 具備數十萬次充電放電循環次數
• 不含有毒材料，如鎳和镉

2、壽命

超級電容具有二次電池更長久的壽命，但壽命也不是無限長的。其壽命的終止失效模式為等效串聯電阻ESR升高，或容量降低。實際的終止壽命取決于實用應用要求。

長期置于高溫，高電壓和高電流将會導緻ESR升高或容量降低。這些參數降低可以延長超級電容的使用壽命。

圓筒型的EDLC具有與電解電容相類似的構造、電解液、鋁殼和膠料。多年使用後，EDLC内電解液也會幹涸。同電解電容一樣，導緻ESR升高，壽命終止。

3、電壓

EDLC同普通的電容一樣，是有額定的工作電壓。電壓值是基于其在最高額定溫度下最長壽命來設定。如果使用電壓超出了推薦電壓，結果會導緻壽命縮短。如果電壓持續高，EDLC内将會産生氣體，導緻漏液或防爆破裂。

4、極性

EDLC的電極設計具有相對稱的特性，兩極有相似的成本。在超級電容初次組裝時，任一電極都可定為正極或負極。但在100%質量測試時第一次充電，其電極将會形成極性化。每一個超級電容負極框或符号來标識極性。盡管可以降低到零電壓，其電極還是會保留非常少的電荷。雖然之前充電的EDLC會放電至-2.5V，且在容量或ESR方而至極低，但還是不應該進行反極使用。

在一方向上保留的電荷越久，EDLC就變的越極性化。如果一方向上長期充電後再反向充電，EDLC的壽命将會大大縮短。

5、環境溫度

EDLC超級電容根據應用特點分了DRE（高能量高密度、DRL（高能量大功率低阻抗）等類别。其中DRE系列對電容的标準溫度範圍是-25度--70度，DRL系列電容的标準溫度範圍為-40度到60度。溫度以及電壓會對EDLC壽命有影響。

一般來說，溫度每升高10度，EDLC就會縮短一半。因此，盡可能在最低溫度下使用EDLC以降低内部劣化與ESR電阻升高。

在低于室溫下，可使用稍高于額定工作電壓而不造成内部劣化和壽命縮短。

在低溫下提升使用電壓可抵消ESR的升高。

高溫下ESR的升高會導緻EDLC永久性劣化電解分解。

在低溫下，因電解液粘性的提升及離子移動，ESR升高隻是一種短暫現象。

6、放電特性

超級電容EDLC放電時電壓呈斜線。在确定應用時的容量與ESR要求時，考慮耐壓放電和電容性放電成分是很重要的。在高脈沖電流應用時，内阻值（ESR）是最為關鍵的。在低電流長時間應用時，電容放電特性最為關鍵。

在I電流下放電t秒時，電壓降低Ｖdrop公式為：

Vdrop=I(R t/C)

在脈沖電池應用時，需使用ESR低的超級電容。

在低電流應用時，應使用高容量的超級電容。

7、充電特性

EDLC超級電容可用各種方法充電，包括恒定電流，恒定功率，恒定電壓或與能量存儲器、如電池、直流轉換器進行并聯。

如果EDLC與電池并聯，加一個低阻值串聯電阻将會提升電池的壽命。

如果使用串聯電阻，需确保EDLC電壓輸出端是直接與應用器連接，而不是通過電阻與應用器連接，否則EDLC的低ESR無效。在高脈沖電流放電時，許多電池系統壽命會降低。

EDLC建議最大的充電電流I按以下方式計算：

VW為充電電壓，R為超級電容的ESR

I=VW/5R

持續大電流或高電壓充電，EDLC将過度發熱。過度發熱會導緻ESR提升。氣體産生，壽命縮短，漏液。如果要使用高于額定值的電流或電壓充電需與産家聯系。

8、自放電與漏電流

以不同方法進行測量時自放電和漏電流在本質上是相同的，因為EDLC在構造上，從正極到負極具體高的耐電流特性。也即說為保留電容電荷，需要少量的額外電流，此稱為漏電流。

當充電電壓移除，電容不在負荷時，額外的電流會促使EDLC放電，此稱為自放電電流。

為測量實際的漏電流或自放電數值，因構造原因，EDLC必需充電100小時以上。EDLC可模拟為幾個并聯的電容。每一個都有不同的ESR阻值。低串聯電阻值的電容器能迅速充電從而提升終端電壓達到充電電壓值的一個水平。但在充電電壓移除時，如果這些并聯的電容器之中有未完全充電的話，電容器将會放電到具有較高串聯電阻的并聯電容器中。結果就是終端電壓将會降低，形成高自放電電流。需注意容量越高，完全充電時間越久。

9、EDLC系列設置

單個DRE系列的超級電容電壓限制為2.5V，DRL系列的限制在2.7V。因許多應用要求高電壓，EDLC可設計為串聯以提升工作電壓。确保單一的EDLC的電壓不超過其最大的額定工作電壓是很重要的。否則會導緻電解液分解，氣體産生，ESR升高，壽命縮短。

充電和放電時，在穩壓下因容量和漏電流差異，将會産生電容器電壓不平衡現象。在充電時，串聯電容器将起到電壓分配作用，因此低容值單體将會承受更大的電壓。例如：2個1F電容器進行并聯，一個電容器容量為20%，一個為-20%，電壓通過電容器最差性況為：

VCAP2=VS×（CAP１/(CAP1 CAP2)

其中CAP1具備20%容量

VS=5V

VCAP2=5*（1.2/(1.2 0.8))=3V

從以上可看出，為避免超出3V浪湧電壓範圍，串聯電容器的容量值應在20%公差範圍内。在選擇上，一個合适 的主動電壓平衡電路可用來降低因容值不平衡而産生的電壓不平衡。需注意到大多數的電壓平衡方法都取決于具體應用。

10、被動電壓平衡

被動電壓平衡可用電壓分配電阻與每個個EDLC并聯實現。這可讓電流從高電壓到EDLC上流至低電壓的EDLC上從而實現電壓平衡。最重要的是選擇平衡電阻值以提供EDLC更高電流的流動而不增加EDCL漏電流。需記住在高溫下漏電流是會上升的。

被動電壓平衡隻在不經常進行充放電使用和使用能承受平衡電阻的額外電流負載時推薦使用。建議選擇的平衡電阻應有提供最差EDLC漏電流50倍以上的額外電流（根據最高使用溫度選擇3.3K-22K電阻）。盡管更大阻值平衡電阻在大多數情況下也能工作，但其不可能在不匹配的電容器串聯時起到保護作用。

11、主動電壓平衡

主動電壓平衡電路能使串聯的EDLC的電壓與額定電壓驅同而不管有多少電壓不平衡産生。同時确保在穩态情況下準确的電壓平衡電路能有效降低電流，而且隻在電容電壓發生不平衡時才要求更大電流。這些使得主動電壓平衡電路是EDLC頻繁充放電衣如電池等能量組件使用最理想電路。

12、逆向電壓防護

當串聯EDLC迅速放電，容量值低的電容器之上的電壓将潛在的地變為負壓。如之解釋，此時不希望出現的且會縮短EDLC的壽命。一種簡單的防護逆向電壓的方法是在電容器上增加一個二極管。使用适當的額定的限流二極管代替标準二極管，還可以保護EDLC出現過電壓現象。需謹慎的是确保二極管能承受電源的峰值電流。

13、手工焊接

鉻鐵溫度建議低于350度，焊接持續時間少于4秒

14、波峰焊

最多給PCB預熱60秒，浸錫達到0.8MM或更厚。預熱溫度低于100度

15、回流焊

除非有明确的回流焊溫度，否則不要對EDLC使用回流焊接，而應使用紅外線或傳送烤爐加熱方法進行。

16、紋波電流

EDLC相對于其它超級電容來說有很低的電阻，相比鋁電解電容有更高的電阻且在紋波電流之中容易受到内部熱量的影響而使用ESR升高，壽命縮短。為确保壽命，建議最大紋波電流不應使用EDLC表面溫度升高3度。

17、電路闆設計

盡量避免清潔電路闆，，需清潔，使用标準電路闆清潔液通過無靜電或超音波浸漬方法清潔，時間不超過5分鐘，最高溫度不高于60度。其實和普通鋁電解電容一樣對待即可。

18、長期存儲

不要長期在以下環境中存儲EDLC

• 高溫高濕下
• 直接與水，鹽水，油或其它化學品接觸
• 直接與腐蝕材料，酸、堿金屬或有毒氣體接觸
• 陽光直射
• 粉塵環境
• 沖擊和振動

19、運輸信息

EDLC未受到運輸部和IATA的規定。正确的國際運輸描述是“電子産品-電容器”

20、某廠家的超級電容系列表

這是某超級電容廠商制造的幾個超級電容系列，供不同應用需求選擇。　

這是某型号超級電容具體參數指标

這是具體料号的具體參數信息

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