Làm thế nào bền là một siêu tụ điện?
Câu trả lời:
Tổng quat
Trong tuổi thọ tụ điện nói chung (bao gồm cả siêu tụ điện) phụ thuộc vào ba điều:
- Tuổi thọ điện giải
- Giảm điện áp
- Nhiệt độ / tản điện
Nếu bạn muốn tụ điện tồn tại lâu, hãy giới hạn điện áp đặt vào, giữ cho nó mát và giới hạn dòng điện đầu ra. Tất cả điều này nên có trong bảng dữ liệu của tụ điện của bạn.
Tuổi thọ điện giải
Nếu tụ điện là gốm hoặc tantalum, chất điện phân là chất rắn và về cơ bản nắp sẽ không bao giờ bị hỏng. Nếu đó là chất điện phân, thì nó chứa chất lỏng sẽ bay hơi và cuối cùng làm cho nắp bị hỏng. Trong một siêu tụ điện hai lớp điện phân, chất điện phân là sự kết hợp giữa chất lỏng và than hoạt tính, do đó nó rất dễ bị bay hơi.
Giảm điện áp
Quan trọng hơn, mặc dù, là giảm điện áp của tụ điện. Nếu điện áp đốt cháy nắp trong lần sử dụng đầu tiên, bạn sẽ không cần phải lo lắng về sự bay hơi. Tụ điện là một thiết bị được chế tạo cẩn thận, tách hai màng dẫn điện bằng một lớp vật liệu cách điện mỏng, mỏng trên một khu vực rộng (gấp hoặc cuộn thành một gói). Giảm sự phân tách và bạn có điện dung cao hơn với cùng một khu vực. Sự tách biệt mỏng này dễ bị điện áp cao; đó là lý do tại sao các tụ điện có tối đa điện áp cụ thể, thường được in trên vỏ. Trong một siêu tụ điện, rào cản này thường chỉ dày nanomet và chất điện môi sẽ không cách điện áp cao trên khoảng cách ngắn này.
Sử dụng nắp ở gần điện áp tối đa của nó sẽ khiến nó bị hỏng nhanh hơn so với sử dụng ở điện áp thấp hơn, sự đánh đổi này được gọi là đường cong giảm dần. Nó nên có sẵn từ nhà sản xuất tụ điện của bạn.
Nhiệt độ / tản điện
Một tụ điện bị ảnh hưởng tiêu cực bởi nhiệt. Nó làm cho chất điện phân bay hơi nhanh hơn, làm cho chất điện môi bị suy yếu, và nó có thể làm hỏng các phần tử dẫn mỏng trong tụ điện. Cả nhiệt độ môi trường và hiệu ứng tự sưởi ấm nên được xem xét. Nếu tụ điện được phóng điện rất nhanh, điện trở nhỏ của giấy bạc và dây dẫn sẽ không quan trọng so với bình phương của dòng điện.
Mỗi tụ điện có đặc điểm khác nhau. Bạn nên kiểm tra bảng dữ liệu của tụ điện của bạn để tìm ra khi nào nó cần thay thế.
Các đặc tính của tụ điện của bạn sẽ thay đổi theo thời gian, trong những điều kiện nhất định. Thông thường, (siêu) tụ điện có một tham số gọi là độ bền / tuổi thọ tải (tính bằng giờ) hoặc vòng đời (tính theo chu kỳ). Một ví dụ về những gì bạn có thể tìm thấy trong biểu dữ liệu:
Sau 1000 giờ sử dụng 5,5V DC ở + 85 ° C, tụ điện phải đáp ứng các giới hạn sau:
Thay đổi điện dung : ± 30% giá trị đo ban đầu
Điện trở trong : <4 lần giá trị được chỉ định ban đầu
Vì vậy, trong trường hợp trên, bạn có thể quyết định xem sự thay đổi ± 30% điện dung ban đầu có còn phù hợp với ứng dụng của bạn hay không. Nếu không, bạn nên thay thế tụ điện sau 1000 giờ hoạt động trong những điều kiện đó.
Một tài liệu tham khảo cực kỳ tốt ở đây
Trong đó bao gồm các bình luận:
- Các siêu tụ điện PowerStor có tuổi thọ dài hơn pin thứ cấp, nhưng tuổi thọ của chúng không phải là vô hạn. Chế độ thất bại cuối đời cơ bản cho siêu tụ điện là sự gia tăng điện trở loạt tương đương (ESR) và / hoặc giảm điện dung. Các tiêu chí cuối đời thực tế phụ thuộc vào các yêu cầu ứng dụng. Tiếp xúc kéo dài với nhiệt độ cao, điện áp cao và dòng điện quá mức sẽ dẫn đến tăng ESR và giảm điện dung. Việc giảm các tham số này sẽ kéo dài tuổi thọ của siêu tụ điện. Nhìn chung, các siêu tụ điện hình trụ có cấu trúc tương tự như tụ điện, có chất điện phân lỏng bên trong nhôm có thể bịt kín bằng bung cao su. Trong nhiều năm, siêu tụ điện sẽ bị khô, tương tự như một tụ điện điện phân, gây ra ESR cao và cuối cùng là hết tuổi thọ.
Dưới đây là một sơ đồ từ tài liệu tham khảo ở trên, đưa ra một số số liệu về các hiệu ứng khác nhau.
"Chìa khóa" không có nghĩa hoàn toàn. Ảnh hưởng đáng kể của điện áp đến tuổi thọ là đáng chú ý.
Tài liệu tham khảo này là về lão hóa supercap - không rõ ràng ngay lập tức.
Xuất hiện là giữa của một cuộc thảo luận rộng hơn.
Đáng giá
Một số thảo luận liên quan ở đây