智能家电法拉电容 超级电容

分享一下法拉电容在行业领域通用的型号
 1 小功率短时后备电源

1.1 (电表)RTC时钟保持

智能电能表在电池故障或更换过程中，为保持其内部RTC电路在指定的精度下持续工作，选用超级电容器作为RTC后备工作电源。超级电容器不仅可以满足智能电能表的工作温度要求，其超长的工作寿命也为智能电能表长期可靠运行提供了可靠保障，更为重要的是，超级电容器自身可观的比能量和相对简洁的充放电管理电路设计，极大地简化了RTC后备电源的设计。在原有锂电池基础上，超级电容器是十分理想的补充后备电源。当然，超级电容器也广泛应用于其他类型MCU的RTC保持。

目前，国网智能单相表已明确提出使用超级电容作为RTC保持后补后备电源，保持RTC电路准确运行 48 小时以上，以实现内置电池可更换的目的。

可更换电池型智能单相表RTC用超级电容器应满足如下要求：

1、 无漏液隐患，避免“漏液”腐蚀PCB构成整表故障；

2、 强环境适应性，防水防潮防腐蚀，可在温度范围宽-40℃~+70℃可靠工作；

3、 超长使用寿命，可达到10年工作寿命；

4、 性价比高，产品一致性、稳定性、可靠性良好，同时，生产自动化程度高，批量供货速度快；

5、 免维护，无需额外人工维护，一次安装，全寿命周期使用；

6、 环保型储能器件，大规模生产和使用不会造成环境污染。

国网智能单相表多选用5.5V-0.47F、5.5V-1.0F和5.5V-1.5F三种规格灌胶密封型产品。当然，在其他类似应用场合上述几种型号也较为多见。
1.1 掉电数据保护及通信辅助

掉电数据保护及通信辅助应用，目前主要集中在电网行业（ 如配网终端设备FTU/DTU、故障指示器、集中器等）、

车载行业（如行车记录仪、DVR、轨迹记录仪等）；

1、（配网）故障指示器：供电正常时，采集单元超级电容通过CT取电储能，掉电后使用超级电容作为后备 电源供电进行通信（GPS），一般常用型号有 5.5V-0.47F、5.5V-1F、5.5V-1.5F 、 5.5V-2.5F，新型暂态录波故障指示器选用 3V-60F、3V-100F及3V-120F 等

2、（电表）集中器： 主要指一型集中器、二型集中器及专变采集终端等。按照国网 新要求，为保证通信质量稳定，提高抄表成功率，使用超级电容作为上述几种类型产品的通信后备电源，以解决电池环境适应性差以及使用寿命短的问题，保证掉电信息的及时上报和传输。另外，超级电容能够满足通信过程中（4G、GPS 或载波）的脉冲电流需求。当前市场上，一般常用的型号有2.7V-25F、 2.7V-20F、 2.7V-16F、 5.5V-5F等。

3、（配网）DTU：传统配网DTU中控制单元，多采用电池作为后备电源，然而电池使用寿命较短（3 年左右），且维护工作繁重，更换过程中还会涉及各种安全问题。鉴于此，国网已经试点使用超级电容器后备电源，目前常用的超级电容型号有：27V-10F、 54V-5F、 54V-12F、 27V-54F、 54V-47F 等。

4、（配网）FTU：随着配网技术的发展，平均停电时间逐年下降，基于此，国网专门制定了FTU馈线控制回路控制单元超级电容后备电源标准，即FTU可选用超级电容维持核心单元工作不低于15分钟，并实现一次分闸操作。一般上常见用到的超级电容型号有  27V-10F、 27V-12F、 30V-10F、 30V-20F。

5、行车记录仪：分为前装和后装两种，前装是指车辆出厂前已经安装完成，后装则是指车辆出厂后终端客户根据实际需要自行选装，行车记录仪使用超级电容后备电源来确保记录的数据完整。早期行车记录仪选用电池作为后备电源，在车辆碰撞而断掉主控电源的瞬间，车内高温致使电池寿命骤减， 严重时甚至爆炸起火。使用超级电容器很好地规避了这一风险，常用的超级电容型号有  5.5V-5F、 5.5V-2.5F等。

6、其他：类似的应用还有充电桩、税控机等，主要实现掉电数据保护。

2 支撑瞬间功率

2.1 智能水 、燃气表关阀

超级电容在智能水、燃气表中主要是实现辅助关伐的功能，水表中多选用电池与超级电容并联使用方案（远传表），以满足水表在开关阀门动作瞬间电机启动电流需求。相比较电池而言，随着时间的推移，超级电容器的的放电能力不会明显下降，避免了关阀动作瞬间电流无法及时响应的难题。二者并联使用，电池先转移一小部分电能到超级电容中，后通过超级电容实现瞬间功率支撑达到可靠关伐的目的，同时，在某些通信场合，超级电容还实现通信瞬间脉冲电流的支撑，该行业常见的应用型号有5.5V-0.47F、 5.5V-1.0F  5.5V-1.5F、 5.5V-5F等。
 
3.1 风力变桨

风力变桨出来的不稳定电流很难匹配电池需要的充电特性，频繁的电流冲击极易损坏电池。超级电容拥有较好的功率特性及弱小电流收集能力，而且温度适用范围宽，寿命长，既可以节省维护和更换电池产生的昂贵的工程运维成本，更能以优异的功率特性满足收变桨电机的工作电流需求。当前，多数风力变桨设备已使用超级电容器取代电池，取得了良好的经济效益。

3.2 太阳能储能及微网储能

太阳能储能或与太阳能相关的应用主要是利用超级电容收集弱小电流的能力以及灵活简便的充电管理方式，以充分提升太阳能充电的效率，并有效保护配套蓄电池。

微网储能则使用超级电容吸收和存储部分不稳定能量，通过“削峰填谷”的工作模式，保证各类分布式微电网供电质量稳定，并大幅提高分布式供电的瞬态响应能力；

   超级电容器与普通电容器、电池的区别

1、超级电容是典型的电物理反应储能器件，这与普通电解电容器和电池的电化学反应储能有着本质的不同；

2、超级电容器与普通电容器，首先是容量上的差别，普通电容器容量通常在微法级，而超级电容器则以法拉为单位的，

1法拉=100万微法，所以超级电容又叫做法拉电容。

3、超级电容的功率特性好，可以大电流快速充放电，功率密度是锂离子电池的数十倍以上，（一支5F超级电容器能释放瞬间电流18A以上，3000F可以释放2000A以上），充放电时间短，对充电电路要求简单，无记忆效应，但是电池的能量密度要比超级电容高，同等体积下电池储存的能量要多；

4、由于超级电容充电是物理的过程，所以寿命要长，一般充放电次数达到50万次以上，电池充放电次数要少甚多，铅酸蓄电池是500次，锂电池是500--1000次，不同类型的充放电次数不一样；

5、超级电容的工作温度比较宽，温度范围为-40℃～+70℃，而一般电池的零度以下基本放不出电或者能放出很少的电；

在一些需要大功率放电同时也需要较高能量的场合可以使超级电容和电池结合使用，充分发挥二者的优点