1. 前言
? ? ?村田制作所在2014年10月開始量產(chǎn)電氣雙層電容器DMF系列中低ESR、大容量的1，000mF產(chǎn)品了。電氣雙層電容器（EDLC）與傳統(tǒng)的陶瓷電容器和電解電容器相比，是集大容量、比電池更低的ESR和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)為一體的蓄電設(shè)備。其中，村田制作所的DMF系列實(shí)現(xiàn)了業(yè)界最高水平的低ESR，以及高達(dá)數(shù)十W的大功率輸出?？勺鳛榉逯递敵龅妮o助電源和備用電源使用，幫助實(shí)現(xiàn)電池和電源的小型化，降低能源損耗和高輸出的功能。此次的DMF系列的產(chǎn)品陣容在原來的470mF的基礎(chǔ)上追加了大容量的1，000mF產(chǎn)品，因此實(shí)現(xiàn)了更長(zhǎng)時(shí)間的峰值輸出輔助和備份供電，有望在各種各樣的設(shè)備中得以靈活應(yīng)用。本篇文章將給大家介紹DMF系列的用途。
圖1 電氣雙層電容器DMF系列
2. 代表性的用法
低ESR、大容量的DMF系列常被用作于峰值輸出和備份用的輔助電源，減輕電池負(fù)荷，與發(fā)電元件組合作為免維護(hù)的電源等用途中，可靈活運(yùn)用于各種設(shè)備，為電源的小型化、高功能化、節(jié)能化做出了貢獻(xiàn)。
① 峰值輸出輔助電源的應(yīng)用
說到峰值輸出輔助電源的應(yīng)用，使用DMF系列有助于實(shí)現(xiàn)電源的小型化和高輸出功能，更有望改善電源性能等。
【用途例】
LED、小型DC電機(jī)設(shè)備、智能燃?xì)獗砗椭悄芩?、RKE（遙控門禁）等設(shè)備的峰值輸出輔助。
?圖2 峰值輸出輔助電源
② 備用輔助電源用途
活用了使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，比起電池更加活用了低ESR、小型化的特點(diǎn)，在有限 的空間里可實(shí)現(xiàn)大功率輸出的備用功能。
【用途例】
SSD、PLC等的存儲(chǔ)備份和通信設(shè)備的last gasp功能
圖3 備用輔助電源
③ 電池負(fù)荷減輕用途
低ESR、大容量的特點(diǎn)可以均衡電源線電壓變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的功能改善和工作穩(wěn)定化。
【用途例】
音頻設(shè)備、各種通信設(shè)備、便攜式打印機(jī)、安保相關(guān)以及醫(yī)療等設(shè)備的電源
圖4 電池負(fù)載減輕
④ 蓄電元件用途
通過和各種發(fā)電元件組裝在一起，活用了電氣雙層電容器的使用使命長(zhǎng)的特性，實(shí)現(xiàn)了電源的免維護(hù)。
此外，DMF系列的低ESR特性也得以活用，針對(duì)不穩(wěn)定的輸入和大電流輸出將能源損耗降到了最低。
【用途例】
利用能源采集器的IOT設(shè)備，傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的電源。
圖5 蓄電元件
3. 采用事例和效果
① 利用SSD的采用事例
采用事例：SAS、SATA、PCIe企業(yè)級(jí)SSD的數(shù)據(jù)備份
效果：和鉭電容和鋁電解電容器相比元件使用數(shù)量大幅減少，為節(jié)省安裝空間做出了貢獻(xiàn)?？尚铍娔茉淳?70mF品來說是大容量鉭電容的100倍以上。例如，以10W的功率從5.5V-2.0V放電，約可實(shí)現(xiàn)1秒的備份。
圖6 SSDbackup的適用例
② 電池驅(qū)動(dòng)音頻設(shè)備中的采用事例
采用事例：高端便攜音頻設(shè)備的電源穩(wěn)定化（音質(zhì)改善）
效果：通過實(shí)現(xiàn)電源線的穩(wěn)定化來改善音質(zhì)
圖7 音頻放大器中的應(yīng)用例
③ 智能氣表、智能水表中的采用事例
采用事例：電池驅(qū)動(dòng)的智能燃?xì)獗砗椭悄芩?/p>
效果：DMF系列作為通信和閥門開關(guān)用的輔助電源，可將一次電池的使用壽命延長(zhǎng)至15到20年。此外，DMF系列由于其低ESR的特點(diǎn)，即便低溫工作下?lián)p耗也較低，使得電池中存儲(chǔ)的能量能夠被有效率地使用。
圖8 智能水電表的適用例子
④ LED應(yīng)用中的采用事例
采用事例：DSC和DVC的LED閃光燈、火災(zāi)報(bào)警的LED指示燈
效果：輔助大電流放電保證LED發(fā)光，從而實(shí)現(xiàn)功能的改善。此外，將LED用于相機(jī)閃光中除了有助于實(shí)現(xiàn)閃光燈的長(zhǎng)壽命和小型化，也可以實(shí)現(xiàn)可調(diào)發(fā)光時(shí)間和可調(diào)LED輸出等特殊的功能。
額定電流放電（25℃）
（充電電壓：5.5V）
DMF系列中1，000mF在輸出為4A電流時(shí)，從5.5V到2.5V的電位差可以實(shí)現(xiàn)1秒左右的放電。
圖9 LED閃光的適用例
4. 結(jié)語(yǔ)
基于低ESR大容量的電氣雙層電容器的各類特點(diǎn)進(jìn)行活用的應(yīng)用事例介紹完了。村田制作所今后還將繼續(xù)對(duì)產(chǎn)品的低ESR化和小型化進(jìn)行研究，為設(shè)備的功能改善、小型化及節(jié)能做出貢獻(xiàn)。