电容性能比较

2020年15期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application超级电容的选用及其常见应用电路性能比较黄峰，黄鹏，王亚洲（台州技师学院（筹），浙江台州318000）1超级电容的定义、作用和优点超级电容器又称法拉电容、黄金电容、双电层电容、电化学电容器等，最早开始研发超级电容的时间可以追溯到上世纪七八十年代，是一种可以存储大量电荷的电容，其单体最高容量可达五千法拉[1]。

超级电容显著优点在于：（1）功率密度高，其功率密度是普通电池的10-100倍，可达10kW/kg 。

具有大电流充放电的特性，因此充电速度也快，一般在几十秒至数分钟内可以充到其额定容量的95%以上[2]。

（2）能量密度高，可达1-5kW/kg ，此参数不及锂电池，故储能效果劣于普通电池，但比传统电容器高1个数量级。

（3）使用寿命长，超级电容的充放电次数寿命可达1万至10万次，而普通二次电池则一般最高在1000次左右[3]。

（4）低温性能优，产品普遍可在-40至70摄氏度之间工作，而普通电池的低温衰减特性非常明显。

（5）环保无污染，超级电容整个生产过程链条中污染小，尤其是碳基电容，成本低，绿色环保[4]。

（6）可以通过串联、并联的方式提高端电压或增加容量。

基于这些优点，超级电容在纯电动或混合动力汽车增加瞬间功率、智能电网提供短时供电和缓冲能量、工业设备和小型电子设备等场合中都得到了广泛的应用。

2超级电容的种类、规格及性能指标超级电容按其工作原理可分为双电层超级电容、法拉第准超级电容及混合型超级电容，按体积和制造工艺可分为纽扣型、卷绕型和大型三种，纽扣型容量通常在5F 以下，卷绕型容量一般在5~200F 之间，大型则为200F 以上[5]。

另外也可根据电解液种类、活性材料类型等进行分类。

单体超级电容的耐压一般不超过2.7V 。

由于功率密度受限、研究成果推进和产业化速度较慢等原因，目前大规模生产的超级电容主要采用双电层结构。

超级电容的选用及其常见应用电路性能比较超级电容（EDLC）是一种具有非常高的电容值和能量密度的电容器，主要由两个电极和一个电解质间隔组成。

超级电容器具有快速的充电和放电速度，长寿命，高稳定性和低内阻等特点。

在选择超级电容器时，需要考虑以下几个因素：1.电容值：超级电容器的电容值决定了其能存储的能量量。

根据不同的应用需求，可以选择不同电容值的超级电容器。

3.内阻：超级电容器的内阻影响其充电和放电速度以及能量损失。

较低的内阻有助于提高超级电容器的性能。

4.寿命：超级电容器的寿命决定了其在长期使用中表现的稳定性和可靠性。

应选择具有较长寿命的超级电容器。

超级电容器具有多种应用，并且在一些特定的应用中相对于传统电池有着明显的优势。

下面是一些常见的超级电容器应用：1.能量回收系统：超级电容器能够快速地充电和放电，因此可以用来回收车辆制动时产生的能量，并在车辆加速时释放储存的能量。

这可以提高能源利用效率并减少人为能量浪费。

2.电动工具和家电：超级电容器具有长寿命和高效能量存储能力，因此可以在电动工具和家电中用作备用电源，提供额外的能量供应。

3.智能电网：超级电容器可以用于储存电网中不稳定的能量，例如风能和太阳能。

这样，在能源供应不足的情况下，可以使用超级电容器释放储存的能量来满足需求。

4.电动车辆：超级电容器可以用作电动车辆的辅助能量储存装置，例如在起步和加速时提供额外的动力。

对于这些应用，超级电容器比传统电池具有一些明显的优势。

超级电容器具有更高的能量密度，可以存储更多的能量。

超级电容器的充电和放电速度非常快，可以在短时间内释放大量的能量。

超级电容器具有长寿命和高稳定性，不易受到频繁充放电的影响。

超级电容器具有很多优点，适用于多种应用。

在选择超级电容器时，需要根据应用需求考虑它的电容值、工作电压、内阻和寿命等指标。

超级电容器的性能比较传统电池更加出色，并且可以在能量回收系统、电动工具和家电、智能电网以及电动车辆等领域发挥重要的作用。

不同材料电容性能比较一、选用精密电容的原因精密VFC所用的关键电容器(多谐振荡器式VFC用的定时电容器和电荷平衡式VFC用的单稳定时电容器)都必须随温度变化保持稳定。

另外，如果电容器有介质吸收，那么VFC会产生线性误差并且使建立时间变坏。

如果电容器被充电、放电，然后开路，此时电容器可能恢复一些电荷，这种效应称作介质吸收(DA)。

使用这种电容器，会降低VFC或采样保持放大器(SHA)的精度。

因此VFC和SHA都应该使用聚四氟乙烯或聚丙烯电容器或者使用低DA 的零温度系数陶瓷电容器。

二、电容具体性能指标要求容值：1000pF、0.1Uf；容量精度高±0.5%；介质损耗低；耐高温，温度范围-55℃到+125℃，温度系数好±5PPm/℃，容值不随温度变化而变化；应用于高精度振荡电路。

三、选用作为实验分析的电容性能（一）聚苯硫醚电容器（耐高温电容器）聚苯硫醚薄膜作介质，铝箔为电极，独特工艺制造。

特点:工作温度范围宽(-55℃到+125℃)；良好的温度系数（-40℃到+100℃内容量不变化，温度曲线平坦）；容量误差小（±1%、±2%、±5%），介质损耗低tanδ<0.05%。

该产品适用于工作环境变化频繁但要求电路稳定的振荡、定时和积分电路。

（二）轴向聚苯乙烯电容器1.聚苯乙烯膜作介质；高纯度铝箔作电极；采用特殊生产工艺制造具有负温度系数；双向引出结构；（容量范围3pF-1uF）适于要求低安装高度的电子电路；2.绝缘电阻高；电极间漏电流很小；高频极低损耗，受温度频率变化影响小，环境温度-40℃到+80℃；3.要求容量误差很小的音频电路；4.高精度的LC振荡电路、信号采样电路、信号藕合电路。

（三）精密聚丙烯电容器聚丙烯薄膜作介质和铝箔一起卷绕成形，阻燃环氧树脂包封。

容量稳定、介质损耗低、温度特性好（负温度系数），环境温度-40℃到+80℃；适用于对要求高振荡、滤波、计数和延时等电路。

超级电容的选用及其常见应用电路性能比较超级电容，也被称为超级电容器或电化学电容器，是一种具有高能量密度和高功率密度的装置。

它能够以极短的时间内储存或释放大量的电能，具有快速充放电、长循环寿命、高效率等特点。

超级电容广泛应用于许多领域，如电子设备、交通工具、能源存储系统等。

超级电容的选用考虑以下几个因素：1. 容量：超级电容的容量是衡量其储存电能能力的重要指标。

容量的大小与电容器的体积成正比。

在选择超级电容时，需根据实际需求确定所需的容量大小。

2. 额定电压：超级电容的额定电压决定了其工作电压范围。

选择超级电容时需要考虑其工作环境的电压情况，确保所选电容器的额定电压能够满足实际需求。

3. ESR值：ESR（Equivalent Series Resistance）是超级电容内阻的一种指标。

ESR 值越低，超级电容的损耗就越小，能够更高效地储存和释放电能。

在选用超级电容时，需选择ESR值较低的产品。

4. 工作温度范围：超级电容的工作温度范围决定了其能否在各种环境条件下正常工作。

在选择超级电容时，需要根据实际工作环境来确定所需的工作温度范围。

超级电容常见应用电路有以下几种：1. 动力系统：超级电容可以用于存储和释放大量的电能，因此常被应用于动力系统中。

在电动车、混合动力汽车等电动车辆中，超级电容可以作为辅助能量储存装置，提供瞬间高能量输出，增加动力系统的性能。

2. 能量回收系统：超级电容可以接收和储存来自能量回收系统的电能，如制动能量回收系统、风能、太阳能、机械能等。

这些储存的能量可以在需要时释放，提供给其他需要能量的设备，实现能量的高效利用。

3. 电子设备：超级电容器在电子设备中的应用越来越广泛。

在闪光灯、摄像机、计算器等设备中，超级电容常被用作辅助电源或闪光灯的能量储存装置，提供高能量输出，延长设备的使用时间。

4. 可再生能源系统：超级电容可以用作可再生能源系统的储能装置。

在太阳能或风能发电系统中，超级电容可以储存多余的电能，当系统需要时释放，平衡电网电压波动，提高能源利用效率。

超级电容的选用及其常见应用电路性能比较超级电容（也称为超级电容器或超级电容器）是一种新型的电能存储设备，与传统的电解电容器相比，具有更高的容量密度和更长的循环寿命。

它们的应用范围广泛，从电子设备到交通工具再到工业领域都有可能使用超级电容器。

在选用超级电容时，需要考虑以下几个因素：1. 容量：超级电容器的容量决定了它的能量存储能力，一般以法拉（F）为单位。

容量越大，能量存储能力越高。

2. 工作电压：超级电容器的工作电压决定了它可以承受的最高电压。

选用时，需要根据实际应用中的最大工作电压来选择适合的超级电容器。

3. ESR（等效串联电阻）：超级电容器的等效串联电阻影响了其充电和放电的效率。

ESR越低，充电和放电效率越高。

4. 极性：超级电容器可以有极性或无极性。

有极性的超级电容器需要正确连接正负极，无极性的超级电容器则没有这个要求。

1. 能量回收电路：超级电容器可以通过将回收的能量储存起来，再使用于其他设备，从而实现能量的回收利用。

2. 备用电源：超级电容器可以作为备用电源，当主电源中断时，可以提供短时间的电力供应。

3. 脉冲电路：超级电容器的高能量密度和快速充放电特性使其在脉冲电路中得到广泛应用，如激光驱动、脉冲放电等。

4. 储能系统：超级电容器可以作为储能系统的一部分，用于储存并平衡能量，提高整个系统的效率。

与传统的电解电容器相比，超级电容器具有以下优势：1. 高功率密度：超级电容器具有较高的功率密度，可以在短时间内存储和释放大量的能量。

2. 长循环寿命：超级电容器的循环寿命较长，可达10万次以上，而传统电解电容器的循环寿命通常在几千次。

3. 高电压稳定性：超级电容器具有较高的电压稳定性，能够承受较高的工作电压而不损坏。

超级电容具有高容量、高工作电压、低ESR和极性选择的特性。

它们在能量回收、备用电源、脉冲电路和储能系统等方面有着广泛的应用。

与传统的电解电容器相比，超级电容器具有更高的功率密度、更长的循环寿命和更好的电压稳定性。

1、聚酯（涤纶）电容（CL）电容量：40p--4u额定电压：63--630V主要特点：小体积，大容量，耐热耐湿，稳定性差应用：对稳定性和损耗要求不高的低频电路2、聚苯乙烯电容（CB）电容量：10p--1u额定电压：100V--30KV主要特点：稳定，低损耗，体积较大应用：对稳定性和损耗要求较高的电路3、聚丙烯电容（CBB）电容量：1000p--10u额定电压：63--2000V主要特点：性能与聚苯相似但体积小，稳定性略差应用：代替大部分聚苯或云母电容，用于要求较高的电路4、云母电容（CY）电容量：10p--0。

1u额定电压：100V--7kV主要特点：高稳定性，高可靠性，温度系数小应用：高频振荡，脉冲等要求较高的电路5、高频瓷介电容（CC）电容量：1--6800p额定电压：63--500V主要特点：高频损耗小，稳定性好应用：高频电路6、低频瓷介电容（CT）电容量：额定电压：50V--100V主要特点：体积小，价廉，损耗大，稳定性差应用：要求不高的低频电路7、玻璃釉电容（CI）电容量：额定电压：63--400V主要特点：稳定性较好，损耗小，耐高温（200度）应用：脉冲、耦合、旁路等电路8、空气介质可变电容器可变电容量：100--1500p主要特点：损耗小，效率高；可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等应用：电子仪器，广播电视设备等9、薄膜介质可变电容器可变电容量：15--550p主要特点：体积小，重量轻；损耗比空气介质的大应用：通讯，广播接收机等10、薄膜介质微调电容器可变电容量：1--29p主要特点：损耗较大，体积小应用：收录机，电子仪器等电路作电路补偿11、陶瓷介质微调电容器可变电容量：0。

3--22p主要特点：损耗较小，体积较小应用：精密调谐的高频振荡回路12、独石电容容量范围：耐压：二倍额定电压主要特点：电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定，耐高温耐湿性好,温度系数很高应用范围：广泛应用于电子精密仪器,各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。

超级电容的选用及其常见应用电路性能比较超级电容是一种高性能电容器，其主要特点是具有极大的电容值、低内阻和高频响应能力。

相对于普通电解电容和电纸电容等传统电容器，超级电容在储能密度、充放电速度、环境适应性等方面都优势明显。

此外，超级电容还具有长寿命、稳定性好、无极性、方便维护等特点。

超级电容的选用需要考虑如下因素：1. 电容值：超级电容的电容值较大，一般在数十~数千法拉之间，因此选择时需要根据具体应用需求确定电容值大小。

2. 工作电压：超级电容的工作电压通常在数伏至数百伏之间，因此选择时需要根据电路的实际工作电压确定。

3. 内阻：超级电容的内阻较低，但不同品牌和型号的内阻也存在一定的差异，因此需要根据具体电路要求选择合适的品牌和型号。

4. 工作温度范围：超级电容的工作温度范围一般较宽，但需要注意不同品牌和型号在工作温度范围方面也存在一定的差异。

1. 能量回收：超级电容的快速充放电性能可以用于回收电路中的能量，在制动或刹车时将剩余的动能转化为电能并储存在超级电容中，以便于后续使用。

2. 稳压电路：超级电容可以用于替代电池或电容器，作为稳压电路中的能量储存器。

具体的设计方法是利用超级电容的低内阻，在放电过程中为稳压电路提供大电流。

3. 能量存储：超级电容的高能量密度可以使其成为能量存储装置的组成部分，例如用于太阳能光伏系统中的蓄电池，或用于电动汽车中的能量储存器。

4. 瞬间电源：超级电容可以作为瞬间电源使用，在瞬间需要大电流输出时提供能量储备。

5. 无线电通信：超级电容的高频响应能力可以用于无线电通信系统中的能量储存和信号放大。

在超级电容的选用和应用中，需要注意不同品牌和型号的电容性能存在差异，因此需要根据具体需求选择合适的产品。

同时，超级电容储存的能量密度比传统电池和电容器低，因此在长时间储能需要时需要考虑其容量和充电时间的限制。

5种薄膜电容的性能及参数介绍1、碳酸酯薄膜电容此电容性能比聚酯电容好，耐热与聚酯电容相同，可替代聚酯，纸介电容，广泛应用于直流交流，脉动电路中。

型号：CQ10 容量：0.1-0.68uf 额定工作电压：40V 绝缘性能：500mohm./uf 损耗角正切：（正常气候条件下）<0.015 试验电压： 60V2、复合薄膜电容器：此电容选择了两种不同的薄膜（或纸与薄膜）复合做介质。

例如聚苯乙烯薄膜与聚丙烯薄膜复合制作的电容器，这种电容比聚苯乙烯电容提高了抗电强度和温度，减小了体积，但是电容的温度系数和损耗稍差。

聚苯乙烯薄膜电容器：主要特点是绝缘电阻高，损耗小，容量精度高，电参数随频率温度变化小，缺点是体积大，工作温度不高（上限为70C ）该电容主要应用于滤波，高频调谐器，均衡器中。

型号：CB40 容量：0.015-2uf 额定工作电压： 250-1000v 绝缘性能：引出头之间：50000mohm 引出头与外壳之间：10000S 损耗角正切：（正常气候条件下）<0.001 试验电压：2uw 容量允差:J,K,F,G型号：CB14 容量：10P-0.16uf 额定工作电压： 100—1600v 绝缘性能：引出头之间：20000mohm. 容量允差：D ,F,J,G 损耗角正切：（正常气候条件下）<0.001 试验电压：2uw3、聚丙烯薄膜电容器此电容性能和聚苯乙烯电容相似，但体积小，工作温度上限可达85-100C 损耗为 0.01-0.001 温度系数为-100*(10 负6) ---- -400*(10 负6) 容量稳定性比聚丙乙烯电容稍差。

可用于交流，激光，耦合，等电路。

型号：CBB121 容量： 0.001-0.47uf 额定工作电压：63—400v 绝缘性能：引出头之间：100000mohm 引出头与外壳之间：10000S 损耗角正切：（正常气候条件下）<0.01 试验电压：2uw 容量允差:J,K,M型号：CBB12 容量：0.001-0.39uf 额定工作电压：100—1600v 绝缘性能：引出头之间：3000mohm.UF 引出头与外壳之间：10000S 损耗角正切：（正常气候条件下）<0.001 试验电压： 2.5uw 容量允差:J,K,4、聚四氟乙烯薄膜电容器：此电容损耗小，耐热性好，工作温度可达-150---200C 电参数的温度频率特性稳定，耐化学腐蚀好，缺点是耐电晕性差，成本高，主要应用于高温高绝缘，高频的场合。

超级电容的选用及其常见应用电路性能比较超级电容是一种介于电解电容和电池之间的能量存储设备，其存储的能量比普通电容器高1,000倍以上，具有高功率密度、长寿命、低内阻、高循环寿命、快速充放电和可靠性强等特点。

因此，在适当条件下，超级电容器可作为低功率能量的备用电源，提供短暂、高峰值电流需求，并且可以节约电池寿命。

超级电容器的选用具有许多不同的策略，包括电极材料、电极面积、电极间距、电解液、封装、电池极性等等。

1. 在医学设备和可穿戴设备中，可通过超级电容器来提供持续能量，并在供电中断时提供电力支持。

2. 作为可靠的功率管理解决方案，在计算机主板和电子设备中使用超级电容器以提供电力质量。

3. 汽车和公共交通工具的刹车和启动系统中使用超级电容器。

4. 电动工具行业和能量回收，这可以减少消费者的电费和成本，并有助于保护环境。

5. 通信网络中，可通过超级电容器消除电力波动并维持稳定电力状态，可提供更可靠的通信。

性能比较与电池和电解电容器相比，超级电容器具有以下优点:1. 具有更高的功率密度：超级电容器能够提供非常高的功率输出，适用于应用需要高电流瞬间输出的场合。

2. 具有较长的寿命和更快的充放电速度：超级电容器与电解电容器相比，具有更长的寿命和更快的充放电速度。

3. 具有更高的可靠性：超级电容器的结构使其具有更高的可靠性，能够达到恶劣环境下的长期使用。

总之，超级电容器是一种高性能、高可靠性和高效能源存储设备。

在越来越多的领域中，超级电容器正在被广泛采用，应用的范围会越来越广泛。

随着技术的进一步发展和创新，超级电容器将继续发挥更大的作用。

mim电容mom电容MIM电容和MOM电容是电子领域中常见的两种电容器。

它们在电路设计和应用中起到了重要的作用。

本文将对MIM电容和MOM电容进行介绍和比较。

我们先来了解一下MIM电容。

MIM电容，全称为Metal-Insulator-Metal电容，是一种由金属、绝缘体和金属三层构成的电容器。

它的工作原理是利用金属层之间的绝缘层作为电介质，形成电场储能的效果。

MIM电容的绝缘层通常采用氧化铝或氧化硅等材料，具有较高的介电常数和低的漏电流。

相比于其它类型的电容器，MIM电容具有体积小、电容量大、电压容忍度高等优点，适用于高频和高速的应用领域。

接下来，我们来介绍一下MOM电容。

MOM电容，即Metal-Oxide-Metal电容，是由金属、氧化物和金属三层构成的电容器。

MOM电容的工作原理类似于MIM电容，都是靠金属层之间的绝缘层实现电场储能。

不同之处在于MOM电容的绝缘层是氧化物，常用的有氧化铝、氧化硅等。

MOM电容相比于MIM电容，具有更高的介电常数和更低的漏电流，因此在电容量和电压容忍度方面表现更好。

在实际应用中，MIM电容和MOM电容都有各自的优势和适用范围。

MIM电容常用于高频电路中，如射频滤波器、天线匹配电路等。

由于MIM电容具有较小的体积和较高的电容量，能够满足高频电路对电容器的要求。

而MOM电容则常用于存储器和集成电路中，如DRAM、SRAM等。

由于MOM电容具有较高的介电常数和较低的漏电流，可以提供更高的存储密度和更稳定的电容性能。

MIM电容和MOM电容在制备工艺上也有所差异。

MIM电容的制备通常采用物理气相沉积或化学气相沉积等技术，要求较高的工艺条件和设备。

而MOM电容的制备相对简单，可以通过氧化金属的方式在金属层之间形成绝缘层。

这使得MOM电容在制造成本和工艺复杂度方面具有优势。

MIM电容和MOM电容是两种常见的电容器，它们在电路设计和应用中具有不同的优势和适用范围。

MIM电容适用于高频电路，具有体积小和电容量大的特点；MOM电容适用于存储器和集成电路，具有较高的介电常数和较低的漏电流。