电容的核心原理之储能,原来电容诞生是因为电荷的储藏!
大家听到过的比较多的储能器件是电池。电容也能当电池用?这是可以的。不光是现在火热的超级电容,普通电容也拿来当电池用。
↑ 图: RTC电路上的电容,当作后备电池用
这是一个典型的电容当电池用的例子。早些年的手机可以更换电池,用户更换电池的过程中,如果没有供电,时间就会重置。早期的Nokia的低端机普遍是这样。
为了维持手机时间的运转,需要一个RTC时钟,以及这个时钟的供电。以前的高端手机在这个位置带有一个可充电的纽扣电池,能够在拔掉电池的情况下维持好多天的时钟运行。后来为了降低成本,某些手机会将电池换成电容,有外部电池的时候,给电容充电,没有外部电池的时候,电容放电。能够持续几十秒钟,足够换电池的时间了。(电池大约3块一颗,电容不到1分钱。)
↑ 图:贴片RTC电池
补充一下,现在的智能机大多没有这个时钟电池了,因为主电池不能被取下了。并且时钟早已和网络同步了,无需自己设定时间。
想把电容当作电池用,首先要了解电容能存多少电? 能放多少电?前面讲到,电容的容值的意思是,电压每下降1伏,放出多少电流。
因此电容的容量,可以简单理解为“容值x电压”。(实际还有其他参数,这里简化处理)。这里的电压,并不是说电容的耐压值,而是充进去的电的电压。
例如上面的RTC线路上的电压是3V,那么电容此时的容量为“1uF x 3V”,从3V放电放到0V。实际应用中,任何芯片都有最低工作电压的,电容放电放不到0V。假设最低工作电压是2V,那么电容的实际可用容量为“1uF x(3-2)V”。
对于超级电容来讲,也是一样的计算方法,电容可用容量=容值x电压差。
很多锂电池供电的系统,平时最高工作电压4.2V,最低3.2V,如果直接用一个大电容或超级电容作为备用供电,其可用容量只有4.2V放到3.2V这一段,只占了电容实际储电量的1/4左右。
因此超级电容应用的时候,很多时候会增加一个升压电路,把低于系统工作电压的那一部分电量释放出来。电容因为储电量太小了,就没有这么做的了。
↑ 图:燚智能周教授
原文来自燚智能硬件开发网(燚,yi,熊熊大火燃烧的样子)
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