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スーパーキャパシタのバックアップ時間計算ツール

ウルトラキャパシタを使用する電源バックアップアプリケーションのスーパーキャパシタのバックアップ時間、蓄積エネルギー、および充電時間を計算します。

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公式

E = \frac{1}{2}C(V_{max}^2 - V_{min}^2),\quad t = \frac{E}{V_{avg} \cdot I_{load}}

CCapacitance (F)
Vmax, VminMax/min operating voltages (V)
VavgAverage discharge voltage (V)
IloadLoad current (A)

仕組み

スーパーキャパシタは、従来のコンデンサとバッテリの間のギャップを埋める高度なエネルギー貯蔵デバイスであり、急速充電および放電機能を備えています。静電荷を分離して電気エネルギーを電気二重層に蓄え、非常に高速なエネルギー伝達と高い電力密度を実現します。バックアップ時間の計算では、負荷電流と平均電圧を考慮して、最大電圧レベルと最小電圧レベルの間で利用可能なエネルギーが考慮されます。

計算例

問題:最大電圧が2.7V、最小動作電圧が1.5Vの3000Fスーパーキャパシタのバックアップ時間を計算し、0.5Aの負荷に電力を供給します。
解決策: 1.エネルギーの計算:E = ½ · 3000F · (2.7²−1.5²) = 5,346 ジュール
2.平均電圧の計算: Vavg = (2.7 + 1.5) /2 = 2.1V
3.バックアップ時間: t = 5,346J/ (2.1V · 0.5A) = 5,091秒 (約85分)

実践的なヒント

  • 正確な計算を行うには、常にデータシートの仕様を使用してください
  • スーパーキャパシタの性能に対する温度の影響を考慮してください
  • 現実的なバックアップ時間を実現するために、20~ 30% の安全マージンを考慮した設計
  • 長期間のエネルギー貯蔵用途の自己放電率を監視

よくある間違い

  • 電圧降下と実際に使用可能なエネルギー範囲は無視してください
  • スーパーキャパシタの内部抵抗を無視
  • 自己放電率を考慮していない
  • 現実的な制限を考慮せずに理論上の最大エネルギーを使用する

よくある質問

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