自放电与漏电流Self Disge and Leakage Current
自放电与自漏电本质上是一样的,针对超级电容器的结构,相当于在电容内部是正极和负极之间有一条高阻电流通道,这就是意味着在电容充电的时候,同时会有一个额外的附加电流,当在充电是时候,我们可以将此电流当成漏电流;当移去充电电压后,同时电容没有连接负载,这个电流使电容处于放电状态,此时我们将此电流看成自放电电流。
为了可靠地测量漏电流或者放电电流,电容必须被连续充电72小时以上,这同样是由电容的结构决定的。超级电容是模型可以当成几只不同的内阻的超级电容的并联,当充电时,低内阻的超级电容充电速度快,电压很快上升至与充电电压相等,当充电电压移去后,如果高内阻的超级电容还没有被充满,低内阻的超级电容开始向并联的高内阻超级电容放电,这样电容两端的电压下降就会比较快,给人的印象是电容具有比较大的自放电,必须注意的是:当电容容量越大,电容被充满所需的时间就会越长。
电容串联 Series Configurations of Super capacitors
单体超级电容器的电压一般为2.5V或者2.7V,在许多应用中,需要比较高的电压,这样可以使用串联的方法来提高电容的电压,必须注意,在串联应用中,每一个单体的电容都不能超过其最大的耐压,一旦长期过压,将导致电容电解液分解、气体产生、内阻增加以及电容寿命缩短。
在放电或者充电时,电容容量的差异或者稳定状态下漏电流的差异,都将导致串联电容分压不平衡。在充电时,串联的电容将进行分压,这样高容量的电容将承受更大的电压压力。比如,如果两个1F的电容进行串联,一只是+20%容量偏差,另一只是-20%容量偏差,电容分压如下:
Vcap1=Vsupply × [Ccap1/(Ccap1+ Ccap2)]
其中Vcap1是+20%容量偏差的电容如果充电电压是5V
Vcap1=5V ×[1.2/(1.2+0.8)]=3V
从上式可以看出,如果需要避免分压大于电容的峰值电压3V,那么电容容量误差必须在同一个趋势范围内,比如同为+20%误差或者同为-20%误差。另外也可以用主动电压平衡电路来弥补电容容量的不匹配造成的电压不平衡。