Supponiamo di avere un dispositivo che utilizza un supercondensatore.
Quanto tempo ci vorrà per consumare il supercondensatore in modo che debba essere sostituito?
Quanto dura un supercondensatore?
Risposte:
Panoramica
In generale la durata del condensatore (inclusi i supercondensatori) dipende da tre cose:
- Vita dell'elettrolita
- Declassamento di tensione
- Dissipazione di temperatura / potenza
Se si desidera che il condensatore duri a lungo, limitare la tensione applicata, mantenerlo freddo e limitare la corrente di uscita. Tutto questo dovrebbe essere nel foglio dati del tuo condensatore.
Vita dell'elettrolita
Se il condensatore è, diciamo, ceramico o tantalio, l'elettrolito è un solido e il cappuccio praticamente non andrà mai a male. Se è un elettrolitico, allora contiene fluido che evaporerà e alla fine causerà il fallimento del tappo. In un supercondensatore elettrolitico a doppio strato, l'elettrolita è una combinazione di un fluido e di carbone attivo, quindi è leggermente vulnerabile all'evaporazione.
Declassamento di tensione
Più importante, tuttavia, è il declassamento della tensione del condensatore. Se la tensione brucia il tappo al primo utilizzo, non dovrai preoccuparti dell'evaporazione. Un condensatore è un dispositivo accuratamente costruito che separa due pellicole conduttive con uno strato sottile e sottile di materiale isolante su una vasta area (piegata o arrotolata in un pacchetto). Riduci la separazione e hai una capacità maggiore con la stessa area. Questa sottile separazione è vulnerabile alle alte tensioni; ecco perché i condensatori hanno valori massimi di tensione specifici, spesso stampati sulla custodia. In un supercap, questa barriera ha spesso solo nanometri di spessore e il dielettrico non isolerà le alte tensioni su questa breve distanza.
L'uso di un limite vicino alla sua massima tensione lo farà fallire più rapidamente rispetto a un voltaggio inferiore, questo compromesso è noto come curva di declassamento. Dovrebbe essere disponibile presso il produttore del condensatore.
Dissipazione di temperatura / potenza
Un condensatore è influenzato negativamente dal calore. Fa evaporare più rapidamente l'elettrolito, indebolisce il dielettrico e può danneggiare i sottili elementi conduttori nel condensatore. Dovrebbero essere presi in considerazione sia il calore ambientale che gli effetti di autoriscaldamento. Se il condensatore viene scaricato molto rapidamente, la piccola resistenza della lamina e dei conduttori sarà insignificante rispetto al quadrato della corrente.
Va bene, ma posso avere delle citazioni su quanto può durare in condizioni ragionevoli? Come "15-20 anni se lo fai bene e fino a un anno se lo abusi gravemente"?
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sharptooth,
Migliaia di anni se lo conservi in un caveau ermetico e non lo usi, millisecondi se lo colleghi a una linea elettrica ad alta tensione sulla superficie del sole. Immagino che tu voglia usarli per alimentare un'auto , dovrai eseguire i numeri per quello con i tuoi condensatori specificati, quantità in serie e in parallelo, assorbimento del motore, temperatura di funzionamento, ecc.
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Kevin Vermeer
Ogni condensatore ha caratteristiche diverse. Dovresti controllare il foglio dati del tuo condensatore per capire quando è necessario sostituirlo.
Le caratteristiche del tuo condensatore cambieranno nel tempo, a determinate condizioni. Di solito, i (super) condensatori hanno un parametro chiamato endurance / durata (in ore) o cicli di vita (in cicli). Un esempio di ciò che puoi trovare in una scheda tecnica:
Dopo 1000 ore di applicazione di 5,5 V CC a + 85 ° C, il condensatore deve soddisfare i seguenti limiti:
Variazione di capacità : ± 30% del valore misurato iniziale
Resistenza interna : <4 volte il valore iniziale specificato
Quindi, nel caso sopra, puoi decidere se una variazione di ± 30% della capacità iniziale è ancora adatta alla tua applicazione. In caso contrario, è necessario sostituire il condensatore dopo 1000 ore di funzionamento in tali condizioni.
Un riferimento estremamente valido qui
Che include il commento:
- I supercondensatori PowerStor hanno una durata maggiore rispetto alle batterie secondarie, ma la loro durata non è infinita. La modalità di fallimento di fine vita di base per un supercondensatore è un aumento della resistenza in serie equivalente (ESR) e / o una diminuzione della capacità. I criteri di fine vita effettivi dipendono dai requisiti dell'applicazione. L'esposizione prolungata a temperature elevate, alta tensione applicata e corrente eccessiva comporterà un aumento dell'ESR e una riduzione della capacità. Ridurre questi parametri allungherà la vita di un supercondensatore. In generale, i supercondensatori cilindrici hanno una struttura simile ai condensatori elettrolitici, con un elettrolita liquido all'interno di una lattina di alluminio sigillata con un tappo di gomma. Nel corso di molti anni, il supercondensatore si asciugherà, in modo simile a un condensatore elettrolitico, causando un elevato ESR e alla fine della sua vita utile.
Ecco un diagramma dal riferimento sopra che mette alcune figure su vari effetti.
La "chiave" non ha pieno senso. Vale la pena notare l'effetto significativo della tensione sulla durata.
Questo riferimento riguarda l'invecchiamento da supercap - non immediatamente evidente.
Sembra essere al centro di una discussione più ampia.
Vale la pena.
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