大容量电气双层电容器DMF系列的用途

知识点：电气双层电容器

1.前言

村田制作所在2014年10月开始量产电气双层电容器DMF系列中低ESR、大容量的1,000mF产品了。电气双层电容器(EDLC)与传统的陶瓷电容器和电解电容器相比，是集大容量、比电池更低的ESR和使用寿命长等优势为一体的蓄电设备。其中，村田制作所的DMF系列实现了业界最高水平的低ESR，以及高达数十W的大功率输出。可作为峰值输出的辅助电源和备用电源使用，帮助实现电池和电源的小型化，降低能源损耗和高输出的功能。此次的DMF系列的产品阵容在原来的470mF的基础上追加了大容量的1,000mF产品，因此实现了更长时间的峰值输出辅助和备份供电，有望在各种各样的设备中得以灵活应用。本篇文章将给大家介绍DMF系列的用途。

2.代表性的用法

低ESR、大容量的DMF系列常被用作于峰值输出和备份用的辅助电源，减轻电池负荷，与发电元件组合作为免维护的电源等用途中，可灵活运用于各种设备，为电源的小型化、高功能化、节能化做出了贡献。

①峰值输出辅助电源的应用

说到峰值输出辅助电源的应用，使用DMF系列有助于实现电源的小型化和高输出功能，更有望改善电源性能等。

【用途例】

LED、小型DC电机设备、智能燃气表和智能水表、RKE（遥控门禁）等设备的峰值输出辅助。

图2峰值输出辅助电源

②备用辅助电源用途

活用了使用寿命长的特点，比起电池更加活用了低ESR、小型化的特点，在有限 的空间里可实现大功率输出的备用功能。

【用途例】

SSD、PLC等的存储备份和通信设备的last gasp功能

图3备用辅助电源

③电池负荷减轻用途

低ESR、大容量的特点可以均衡电源线电压变动，实现了设备的功能改善和工作稳定化。

【用途例】

音频设备、各种通信设备、便携式打印机、安保相关以及医疗等设备的电源

图4 电池负载减轻

④蓄电元件用途

通过和各种发电元件组装在一起，活用了电气双层电容器的使用使命长的特性，实现了电源的免维护。

此外，DMF系列的低ESR特性也得以活用，针对不稳定的输入和大电流输出将能源损耗降到了最低。

【用途例】

利用能源采集器的IOT设备，传感器网络系统的电源。

图5 蓄电元件

3. 采用事例和效果

①利用SSD的采用事例

采用事例：SAS、SATA、PCIe企业级SSD的数据备份

效果：和钽电容和铝电解电容器相比元件使用数量大幅减少，为节省安装空间做出了贡献。可蓄电能源就470mF品来说是大容量钽电容的100倍以上。例如，以10W的功率从5.5V-2.0V放电，约可实现1秒的备份。

图6 SSDbackup的适用例

②电池驱动音频设备中的采用事例

采用事例：高端便携音频设备的电源稳定化（音质改善）

效果：通过实现电源线的稳定化来改善音质

图7　音频放大器中的应用例

③智能气表、智能水表中的采用事例

采用事例：电池驱动的智能燃气表和智能水表

效果：DMF系列作为通信和阀门开关用的辅助电源，可将一次电池的使用寿命延长至15到20年。此外，DMF系列由于其低ESR的特点，即便低温工作下损耗也较低，使得电池中存储的能量能够被有效率地使用。

图8　智能水电表的适用例子

④LED应用中的采用事例

采用事例：DSC和DVC的LED闪光灯、火灾报警的LED指示灯

效果：辅助大电流放电保证LED发光，从而实现功能的改善。此外，将LED用于相机闪光中除了有助于实现闪光灯的长寿命和小型化，也可以实现可调发光时间和可调LED输出等特殊的功能。

DMF系列中1,000mF在输出为4A电流时，从5.5V到2.5V的电位差可以实现1秒左右的放电。

图9　LED闪光的适用例

4.结语

基于低ESR大容量的电气双层电容器的各类特点进行活用的应用事例介绍完了。村田制作所今后还将继续对产品的低ESR化和小型化进行研究，为设备的功能改善、小型化及节能做出贡献。

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