臭氧发生器工作原理

　　按臭氧产生的方式划分，目前的臭氧发生器主要有三种：高压放电式、紫外线照射式、电解式。

　　一、高压放电式发生器

　　该类臭氧发生器是使用一定频率的高压电流制造高压电晕电场，使电场内或电场周围的氧分子发生电化学反应，从而制造臭氧。

　　这种臭氧发生器具有技术成熟、工作稳定、使用寿命长、臭氧产量大（单机可达1Kg/h）等优点，所以是国内外相关行业使用最广泛的臭氧发生器。

　　在高压放电式臭氧发生器中又分为以下几种类型：

　　1、按发生器的高压电频率划分，有工频(50-60Hz)、中频(400-1000Hz)和高频(＞1000Hz)三种。工频发生器由于体积大、功耗高等缺点，目前已基本退出市场。中、高频发生器具有体积小、功耗低、臭氧产量大等优点，是现在最常用的产品。

　　2、按使用的气体原料划分，有氧气型和空气型两种。氧气型通常是由氧气瓶或制氧机供应氧气。空气型通常是使用洁净干燥的压缩空气作为原料。由于臭氧是靠氧气来产生的，而空气中氧气的含量只有21%，所以空气型发生器产生的臭氧浓度相对较低，而瓶装或制氧机的氧气纯度都在90%以上，所以氧气型发生器的臭氧浓度较高。　

　　3、按冷却方式划分，有水冷型和风冷型。臭氧发生器工作时会产生大量的热能，需要冷却，否则臭氧会因高温而边产生边分解。水冷型发生器冷却效果好，工作稳定，臭氧无衰减，并能长时间连续工作，但结构复杂，成本稍高。风冷型冷却效果不够理想，臭氧衰减明显。总体性能稳定的高性能臭氧发生器通常都是水冷式的。风冷一般只用于臭氧产量较小的中低档臭氧发生器。在选用发生器时，应尽量选用水冷型的。　

　　4、按介电材料划分，常见的有石英管（玻璃的一种）、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等几种类型。目前使用各类介电材料制造的臭氧发生器市场上均有销售，其性能各有不同，玻璃介电体成本低性能稳是人工制造臭氧使用最早的材料之一，但机械强度差。陶瓷和玻璃类似但陶瓷不宜加工特别在大型臭氧机中使用受到限制。搪瓷是一种新型介电材料，介质和电极于一体机械强度高、可精密加工精度较高，在大中型臭氧发生器中广泛使用，但制造成本较高。　

　　5、按臭氧发生器结构划分，有间隙放电式（DBD）和开放式两种。间隙放电式的结构特点是臭氧在内外电极区间的间隙内产生臭氧，臭氧能够集中收集输出使用其浓度较高，如用于水处理。开放式发生器的电极是裸露在空气中的，所产生的臭氧直接扩散到空气中，因臭氧浓度较低通常只用于较小空间的空气灭菌或某些小型物品表面消毒。间隙放电式发生器可代替开放式发生器使用。但间隙放电式臭氧发生器成本远高于开放式。　

　　二、紫外线式臭氧发生器

　　该类臭氧发生器是使用特定波长(185mm)的紫外线照射氧分子，使氧分子分解而产生臭氧。由于紫外线灯管体积大、臭氧产量低、使用寿命短，所以这种发生器使用范围较窄，常见于消毒碗柜上使用。

　　三、电解式发生器

　　该类臭氧发生器通常是通过电解纯净水而产生臭氧。这种发生器能制取高浓度的臭氧水，制造成本低，使用和维修简单。但由于有臭氧产量无法做大、电极使用寿命短、臭氧不容易收集等方面的缺点，其用途范围受到限制。目前这种发生器只是在一些特定的小型设备上或某些特定场所内使用，不具备取代高压放电式发生器的条件。

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臭氧发生器概述

　　臭氧发生器概述臭氧发生器是用于制取臭氧的设备装置。臭氧易于分解无法储存需现场制取现场使用（但是在特殊的情况下是可以进行短暂时间的储存），凡是能用到臭氧的场所均需使用臭氧发生器。臭氧发生器在自来水，污水，工业氧化，空间灭菌等领域广泛应用。

　　臭氧是世界公认的广谱高效杀菌消毒剂。采用空气或氧气为原料利用高频高压放电产生臭氧。臭氧比氧分子多了一活泼的氧原子臭氧，化学性质特别活泼，是一种强氧化剂，在一定浓度下可迅速杀灭空气中的细菌。没有任何有毒残留，不会形成二次污染，被誉为“最清洁的氧化剂和消毒剂”。

　　通电

　　其反应的化学方程式为3O2====2O3

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臭氧浓度与作用

　　臭氧为混合气体其浓度通常按质量比和体积比来表示。质量比是指单位体积内混合气体中含有多少质量的臭氧，常用单位mg/L或g/m3等表示。体积比是指单位体积内臭氧所占的体积含量或百分比含量，使用百分比表示如2%、5%、12%等。卫生行业常用ppm表示臭氧浓度，即每立方臭氧混合气体中臭氧占该体积的百万分之一为1ppm。臭氧浓度是衡量臭氧发生器技术含量和性能的重要指标。同等的工况条件下臭氧输出浓度越高其品质度就越高。影响臭氧浓度的主要因素有1、臭氧发生器的结构和加工精度；2、冷却方式和条件；3、驱动电压和驱动频率；4、介电体材料；5、原料气体中氧的含量及结净和干燥度。臭氧产量是指臭氧发生器单位时间内臭氧的产出量；臭氧浓度数值与进入臭氧发生器总气量数值的乘积即为臭氧产量；通常使用mg/h,g/h,kg/h这些单位表示。臭氧发生器标准中规定臭氧发生器规格型号使用臭氧产量表示和区分。小型臭氧发生器使用g/h为单位，大型臭氧发生器使用kg/h为单位区分规格的大小。

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臭氧发生器选型

　　臭氧发生器选型非常重要应从以下几个方面进行选型：

　　1.确定臭氧发生器的型号即臭氧产量。采购臭氧发生器时首先要确定其使用用途，是用于空气灭菌除味还用于水处理。用于空气处理时可选择低浓度经济型的开放式臭氧发生器，它包括有气源开放式和无气源开放式两种最好选有气源机型。该类臭氧发生器结构简单价格低廉，但工作时温度和湿度影响臭氧发生量。上述开放式臭氧发生器属最简单的臭氧装置，对于要求高的场所空气处理也应选择高浓度臭氧发生器。空气处理时按20-50mg/m3标准投放，食品药品行业选高值。可根具空间大小换算即得出臭氧的总用量（即臭氧发生器产量）。用于水处理时必须选购高浓度臭氧发生器（臭氧浓度大于12mg/L)，低浓度臭氧处理水是无效的。高浓度臭氧发生器为标准配置含气源及气源处理装置和臭氧发生装置。小型的可设计成一体式机型产量在5-200g/h间，大中型臭氧发生器基本以机组形式存在。

　　2.鉴别臭氧发生器的品质。臭氧发生器品质的优劣可从制造材料、系统配置、冷却方式、工作频率、控制方式、臭氧浓度、气源和电能消耗指标等多方面鉴别。优质的臭氧发生器应是高介电材料制造、标准配置（含气源和净化装置）、双电极冷却、高频驱动、智能控制、高臭氧浓度输出、低电耗和低气源消耗。

　　3.性价比。优质的臭氧发生器从设计到配置及制造材料均按其标准进行，成本远高于低档发生器和低配置发生器。但优质臭氧发生器性能非常稳定，臭氧浓度和产量不受环境因素影响。而低配置臭氧发生器工作时受环境影响较大，温度和湿度的增加可使臭氧产量和浓度大幅度下降，影响处理效果。选购时应对其售价和性能进行综合比评。

　　4.防止误区。A.了解臭氧发生器是否含气源，含气源发生器和不含气源发生器造价相差很大。如果通过价格优势采购了无气源的臭氧发生器，你还需自配气源装置最终可能要多花钱。B.了解发生器的结构形式，是否可以连续运行，臭氧输出浓度等指标。例如需要一台臭氧发生器用于净水处理，若误选了开放式臭氧发生器那是无法使用的。D确认臭氧发生器额定标注产量，是使用空气源标注的还是使用氧气源时标注的产量。因为臭氧发生器使用氧气源时臭氧产量比使用空气源时大一倍，两者的造价相差近一倍。选购臭氧发生器时供求双方应全方位沟通避免走入误区，切勿以价格为主要参考依据衡量臭氧发生器。

　　5.备用机。对于连续工作不许停机的场所，选购臭氧发生器时应有备用机。按两用一备，一用一备的原则购置。备用机组主要在设备维护或修理过程中交替使用，避免停机维护影响正常生产。

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臭氧发生器设计要点

　　1.使用高介电常数的材料制造电极，提高加工精度。

　　2.改善冷却条件，采用水冷或双极冷却。

　　3.降低气源露点，提高气源洁净度。

　　4.提高臭氧电源的驱动频率，降低电耗。

　　5.采用智能控制，并对运行工况再线监测。

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臭氧发生器气源

　　臭氧发生器常用的气源大体可分为下列几种：

　　1）干燥空气气源--无油的压缩空气经过冷却、干燥、过滤处理后作为原料气使用；

　　2）富氧气源--无油压缩空气经过冷干处理送入PSA空分系统将氮气和氧气分离，并将氧气收集作为原料气（此原料气含有惰性气体和二氧化碳及少量氮气，并非纯氧气所以称为富氧源）；

　　3）工业氧气源--通常使用瓶装工业氧气（大多适用于小型臭氧发生器）；

　　4）液氧--液态氧经过汽化器汽化减压后送入臭氧发生器作为原料气（常用于大型臭氧发生器）。

　　施工、安装要点1）、臭氧发生器必须安装在制水车间和灌装车间之外(尤其严禁安装在狭小、潮湿的制水或灌装车间),保持发生器工作环境通风及空气干燥，该空间必须安装排风扇。

　　2）、臭氧发生器安装位置应高于地面1.2m以上,有条件时可高于贮水罐1～2m。臭氧输送管路和单向阀必须高于贮水罐1～2m。

　　3）、具体产品的施工安装要点需详见企业样本。　

　　相关标准

　　1）、产品标准

　　《环境保护产品技术要求 臭氧发生器》HJ/T 264-2006

　　《臭氧发生器》CJ/T 3028.1-1994

　　2）工程标准

　　《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006

　　《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003

　　《二次供水设施卫生规范》 GB 17051-1997

　　《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB 50242-2002

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气液混合方式

　　从目前世界的臭氧技术产业来看，以水处理的杀菌净化为主要市场，而水净化臭氧装置包括臭氧源与气水混合装置两部分。臭氧发生器应提供足够浓度与产量的臭氧，混合装置以高效率使臭氧溶解在水中，即达到一定的臭氧溶解度。因此，一台好的臭氧发生器必须要有优良的气水混合装置，使臭氧能高效地和水混合，使水中的臭氧溶解度能满足完全杀菌。

　　几种常见的混合装置比较：

　　一、传统的曝气法---历史悠久的传统混合方法。（布气板法、鼓泡塔法同理）

　　运行方式---气水顺流、逆流或多级串联交迭逆顺流，连续运行或间断批量运行。优点：能耗较低。缺点：喷头堵塞时布气不均匀，混合差，需要大型空压机和昂贵的氧化反应塔。

　　二、著名的文丘里射流混合法---安全、高效的混合方法。

　　运行方式---气水强制混合。优点：投资少，混合好，接触时间短，经射流混合器后臭氧在水中的臭氧浓度可为曝气法的数倍。

　　三、气液强力混合腔---安全、节能、效率极高的混合方法，是在文丘里射流混合器基础上改进的升级产品。

　　运行方式---充分利用水的紊流产生较大的负压，将臭氧吸入，在混合腔内产生涡流、旋转并相互碰撞。经实际使用证明，一级臭氧吸收率达90%以上，在相同臭氧发生系统的情况下，水中的臭氧溶解度为文丘里射流混合器的2倍左右。气液强力混合腔外体采用304不锈钢制作，内腔采用316不锈钢和部分耐臭氧ABS材料制作，SSLW系列内腔采用不锈钢和耐臭氧PVDF材料制作，产品坚固耐用，无机械故障免维修，运行安装方便，为目前投资最少，混合效果最好的设备。

　　处理较大水量需定做。下表尺寸可能会有适当变动。

　　四、气液混合泵---安全、效率极高的混合方法

气液混合泵的吸入口可以利用负压作用吸入气体，高速旋转的泵叶轮将液体与气体混合搅拌，由于泵内的加压混合，气体与液体充分溶解，溶解效率高。一台气液混合泵即可进行气液吸引、混合、溶解并直接将高度溶解液送至使用点。

臭氧发生器

1、选用主要控制参数

臭氧发生器选用主要控制参数为臭氧发生量，臭氧浓度，公斤臭氧电耗等。

2、基本要求

臭氧发生器应符合《臭氧发生器》HJ/T264－2006以及《臭氧发生器》CJ/T3028.1-1994的规定，并按照规定程序批准的图样及技术文件制造。

3、工作原理

氧气（或空气）通过高频高压电场，使氧转化为臭氧，并及时与水混合，利用臭氧的强氧化作用，杀灭水中的细菌。

4、臭氧发生器内部外观和外部外观质量要求

内部的外观质量包括：臭氧发生器单元各零部件应光洁，不得有任何油污、水渍、灰尘及其它物质。臭氧发生器内部防腐涂层应表面光洁，不得存在起皮、剥落及其它缺陷；高压电输配系统整洁，不得存在引起输配电异常的不良情况和外来物。

外部的外观质量包括：外壳表面光滑平整，不得存在疤痕、凸凹等影响外观的缺陷；各处保护、装饰涂层应均匀，不存在起皮、剥落及其它缺陷。外壳上各附属物（件）的安装位置准确，各部分均不应存在妨碍安装、检修、擦拭等缺陷。

5、主要技术参数

1）、不同等级的臭氧发生器的气源，无论用空气还是氧气，其露点温度都应≤-50℃。

2）、不同等级的臭氧发生器产生臭氧的浓度见表1

表1 不同等级臭氧发生器产生臭氧浓度

3）、不同等级的臭氧发生器产生公斤臭氧的电耗见表2

表2 不同等级臭氧发生器产生公斤臭氧电耗

4）、不同等级的臭氧发生器冷却方式见表3

表3 不同等级臭氧发生器冷却方式

5）、以空气为气源，臭氧发生器产生的氮氧化物（NOX）浓度不得大于臭氧浓度的2.5%。

6、相关标准

1）、产品标准

《臭氧发生器》HJ/T 264-2006

《臭氧发生器》CJ/T 3028.1-1994

《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006

7、施工、安装要点

1）、臭氧发生器必须安装在制水车间和灌装车间之外(尤其严禁安装在狭小、潮湿的制水或灌装车间),保持发生器工作环境通风及空气干燥，该空间必须安装排风扇。
2）、臭氧发生器安装位置应高于地面1.2m以上,有条件时可高于贮水罐1～2m。臭氧输送管路和单向阀必须高于贮水罐1～2m。

3）、具体产品的施工安装要点需详见企业样本。

编辑词条

超级电容器

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概述

工作原理

应用领域：

超级电容器为何不同与传统电容器

超级电容器充放电时间

超电容有哪些优点

超电容有哪些缺点：

超级电容器与电池的比较

如何选择超级电容器

超级电容器使用注意事项

概述

工作原理

应用领域：

超级电容器为何不同与传统电容器

超级电容器充放电时间

超电容有哪些优点

超电容有哪些缺点：

超级电容器与电池的比较

原理

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概述

　　超级电容器（supercapacitor,ultracapacitor），

　　又叫双电层电容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、电化学电容器(Electrochemcial Capacitor, EC),黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性存储层，被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。

　　超级电容器是建立在德国物理学家亥姆霍兹提出的界面双电层理论基础上的一种全新的电容器。众所周知，插入电解质溶液中的金属电极表面与液面两侧会出现符号相反的过剩电荷，从而使相间产生电位差。那么，如果在电解液中同时插入两个电极，并在其间施加一个小于电解质溶液分解电压的电压，这时电解液中的正、负离子在电场的作用下会迅速向两极运动，并分别在两上电极的表面形成紧密的电荷层，即双电层，它所形成的双电层和传统电容器中的电介质在电场作用下产生的极化电荷相似，从而产生电容效应，紧密的双电层近似于平板电容器，但是，由于紧密的电荷层间距比普通电容器电荷层间的距离更小得多，因而具有比普通电容器更大的容量。

　　双电层电容器与铝电解电容器相比内阻较大，因此，可在无负载电阻情况下直接充电，如果出现过电压充电的情况，双电层电容器将会开路而不致损坏器件，这一特点与铝电解电容器的过电压击穿不同。同时，双电层电容器与可充电电池相比，可进行不限流充电，且充电次数可达106次以上，因此双电层电容不但具有电容的特性，同时也具有电池特性，是一种介于电池和电容之间的新型特殊元器件。

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工作原理

　　超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态（通常为3V以下），如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出：超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。

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应用领域：

　　1、税控机、税控加油机、真空开关、智能表、远程抄表系统、仪器仪表、数码相机、掌上电脑、电子门锁、程控交换机、无绳电话等的时钟芯片、静态随机存贮器、数据传输系统等微小电流供电的后备电源。

　　2、智能表（智能电表、智能水表、智能煤气表、智能热量表）作电磁阀的启动电源

　　3、太阳能警示灯，航标灯等太阳能产品中代替充电电池。

　　4、手摇发电手电筒等小型充电产品中代替充电电池。

　　5、电动玩具电动机、语音IC、LED发光器等小功率电器的驱动电源。

　　超级电容器是介于传统电容器和蓄电池之间的一种新型储能装置,它具有功率密度大、容量大、使用寿命长、免维护、经济环保等优点。

　　锦州百纳电气有限公司已与美国麦克斯威公司建立战略合作关系，共同开发中国超级电容器市场。锦州百纳电气有限公司是世界超级电容器领导者美国MaxwellTechnologiese公司中国区授权技术集成商。0416-3878899

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超级电容器为何不同与传统电容器

　　超级电容器在分离出的电荷中存储能量，用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集，其电容量越大。

　　传统电容器的面积是导体的平板面积，为了获得较大的容量，导体材料卷制得很长，有时用特殊的组织结构来增加它的表面积。传统电容器是用绝缘材料分离它的两极板，一般为塑料薄膜、纸等，这些材料通常要求尽可能的薄。

　　超级电容器的面积是基于多孔炭材料，该材料的多孔结够允许其面积达到2000m2/g，通过一些措施可实现更大的表面积。超级电容器电荷分离开的距离是由被吸引到带电电极的电解质离子尺寸决定的。该距离（<10&Aring;）和传统电容器薄膜材料所能实现的距离更小。这种庞大的表面积再加上非常小的电荷分离距离使得超级电容器较传统电容器而言有惊人大的静电容量，这也是其“超级”所在。

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超级电容器充放电时间

　　超级电容器可以快速充放电，峰值电流仅受其内阻限制，甚至短路也不是致命的。实际上决定于电容器单体大小，对于匹配负载，小单体可放10A，大单体可放1000A。另一放电率的限制条件是热，反复地以剧烈的速率放电将使电容器温度升高，最终导致断路。

　　超级电容器的电阻阻碍其快速放电，超级电容器的时间常数τ在1-2s，完全给阻-容式电路放电大约需要5τ，也就是说如果短路放电大约需要5-10s（由于电极的特殊结构它们实际上得花上数个小时才能将残留的电荷完全

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超电容有哪些优点

　　在很小的体积下达到法拉级的电容量；无须特别的充电电路和控制放电电路；和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响；从环保的角度考虑，它是一种绿色能源；超级电容器可焊接，因而不存在像电池接触不牢固等问题；

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超电容有哪些缺点：

　　如果使用不当会造成电解质泄漏等现象；和铝电解电容器相比，它内阻较大，因而不可以用于交流电路；

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超级电容器与电池的比较

　　超级电容器不同于电池，在某些应用领域，它可能优于电池。有时将两者结合起来，将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来，不失为一种更好的途径。

　　超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。

　　超级电容器的荷电状态（SOC）与电压构成简单的函数，而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算。

　　超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量，电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中，超级电容器是一种更好的途径。

　　超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。

　　超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害。

　　超级电容器可以反复循环数十万次，而电池寿命仅几百个循环。

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如何选择超级电容器

　　超级电容器的两个主要应用：高功率脉冲应用和瞬时功率保持。高功率脉冲应用的特征：瞬时流向负载大电流；瞬时功率保持应用的特征：要求持续向负载提供功率，持续时间一般为几秒或几分钟。瞬时功率保持的一个典型应用：断电时磁盘驱动头的复位。不同的应用对超电容的参数要求也是不同的。高功率脉冲应用是利用超电容较小的内阻(R)，而瞬时功率保持是利用超电容大的静电容量(C)。

　　下面提供了两种计算公式和应用实例：

　　C(F)： 超电容的标称容量；

　　R(Ohms)： 超电容的标称内阻；

　　ESR(Ohms)：1KZ下等效串联电阻；

　　Uwork(V)： 在电路中的正常工作电压

　　Umin(V)： 要求器件工作的最小电压；

　　t(s)： 在电路中要求的保持时间或脉冲应用中的脉冲持续时间；

　　Udrop(V)： 在放电或大电流脉冲结束时，总的电压降；

　　I(A)： 负载电流；

　　瞬时功率保持应用

　　超电容容量的近似计算公式，该公式根据，保持所需能量=超电容减少能量。

　　保持期间所需能量=1/2I(Uwork+ Umin)t；

　　超电容减少能量=1/2C(Uwork2 -Umin2)，

　　因而，可得其容量(忽略由IR引起的压降)C=(Uwork+ Umin)t/(Uwork2 -Umin2)

　　实例：

　　假设磁带驱动的工作电压5V，安全工作电压3V。如果直流马达要求0.5A保持2秒（可以安全工作），那么,根据上公式可得其容量至少为0.5F。

　　因为5V的电压超过了单体电容器的标称工作电压。因而，可以将两电容器串联。如两相同的电容器串联的话，那每只的电压即是其标称电压2.5V。

　　如果我们选择标称容量是1F的电容器，两串为0.5F。考虑到电容器－20％的容量偏差，这种选择不能提供足够的裕量。可以选择标称容量是1.5F的电容器，能提供1.5F/2=0.75F。考虑－20％的容量偏差，最小值1.2F/2＝0.6F。这种超级电容器提供了充足的安全裕量。大电流脉冲后，磁带驱动转入小电流工作模式，用超电容剩余的能量。

　　在该实例中，均压电路可以确保每只单体不超其额定电压。

　　脉冲功率应用

　　脉冲功率应用的特征：和瞬时大电流相对的较小的持续电流。脉冲功率应用的持续时间从1ms到几秒。

　　设计分析假定脉冲期间超电容是唯一的能量提供者。在该实例中总的压降由两部分组成：由电容器内阻引起的瞬时电压降和电容器在脉冲结束时压降。关系如下：

　　Udrop=I(R+t/C)

　　上式表明电容器必须有较低的R和较高的C压降Udrop才小。

　　对于多数脉冲功率应用，R的值比C更重要。以2.5V1.5F为例。它的内阻Ｒ可以用直流ESR估计，标称是0.075Ohms(DCESR=ACESR*1.5＝0.060Ohms*1.5=0.090Ohms)。额定容量是1.5F。对于一个0.001s的脉冲，t/C小于0.001Ohms。即便是0.010的脉冲t/C也小于0.0067Ohms，显然R（0.090Ohms）决定了上式的Udrop输出。

　　实例：

　　GSM/GPRS无线调制解调器需要一每间隔4.6ms达2A的电流，该电流持续0.6ms。这种调制解调器现用在笔记本电脑的PCMCIA卡上。笔记本的和PCMCIA连接的限制输出电压3.3V+/-0.3V笔记本提供1A的电流。许多功率放大器（PA）要求3.0V的最小电压。对于笔记本电脑输出3.0V的电压是可能的。到功率放大器的电压必须先升到3.6V。在3.6V的工作电压下（最小3.0V），允许的压降是0.6V。

　　选择超级电容器（C：0.15F,AC ESR：0.200Ohms,DCESR：0.250Ohms）。对于2A脉冲，电池提供大约1A，超电容提供剩余的1A。根据上面的公式，由内阻引起的压降：1A×0.25Ohms=0.25V。I(t/C)=0.04V它和由内阻引起的压降相比是小的。

　　结论

　　不管是功率保持还是功率脉冲应用都可以用上公式计算．当电路的工作电压超过超电容的工作电压时，可以用相同的电容器串联．一般地，串联应该保持平衡以确保电压平均分配．在脉冲功率应用中由超电容内阻引起的压降通常是次要因素。电容器超低的内阻提供一种克服传统电池系统阻抗大的全新的解决方案。

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超级电容器使用注意事项

　　1、超级电容器具有固定的极性。在使用前，应确认极性。

　　2、超级电容器应在标称电压下使用：

　　当电容器电压超过标称电压时，将会导致电解液分解，同时电容器会发热，容量下降，而且内阻增加，寿命缩短，在某些情况下，可导致电容器性能崩溃。

　　3、超级电容器不可应用于高频率充放电的电路中，高频率的快速充放电会导致电容器内部发热，容量衰减，内阻增加，在某些情况下会导致电容器性能崩溃。

　　4、超级电容器的寿命：

　　外界环境温度对于超级电容器的寿命有着重要的影响。电容器应尽量远离热源。

　　5、当超级电容器被用做后备电源时的电压降：

　　由于超级电容器具有内阻较大的特点，在放电的瞬间存在电压降，ΔV=IR。

　　6、使用中环境气体：

　　超级电容器不可处于相对湿度大于85%或含有有毒气体的场所，这些环境下会导致引线及电容器壳体腐蚀，导致断路。

　　7、超级电容器的存放：

　　超级电容器不能置于高温、高湿的环境中，应在温度-30+50℃、相对湿度小于60%的环境下储存，避免温度骤升骤降，因为这样会导致产品损坏。

　　8、超级电容器在双面线路板上的使用：

　　当超级电容器用于双面电路板上，需要注意连接处不可经过电容器可触及的地方，由于超级电容器的安装方式，会导致短路现象。

　　9、当把电容器焊接在线路板上时，不可将电容器壳体接触到线路板上，不然焊接物会渗入至电容器穿线孔内，对电容器性能产生影响。

　　10、安装超级电容器后，不可强行倾斜或扭动电容器，这样会导致电容器引线松动，导致性能劣化。

　　11、在焊接过程中避免使电容器过热：

　　若在焊接中使电容器出现过热现象，会降低电容器的使用寿命，例如：如果使用厚度为1.6mm的印刷线路板，焊接过程应为260℃，时间不超过5s。

　　12、焊接后的清洗：

　　在电容器经过焊接后，线路板及电容器需要经过清洗，因为某些杂质可能会导致电容器短路。

　　13、将电容器串联使用时：

　　当超级电容器进行串联使用时，存在单体间的电压均衡问题，单纯的串联会导致某个或几个单体电容器过压，从而损坏这些电容器，整体性能受到影响，故在电容器进行串联使用时，需得到厂家的技术支持。

　　14、其他：

　　在使用超级电容器的过程中出现的其他应用上的问题，请向生产厂家咨询或参照超级电容器使用说明的相关技术资料执行

19世纪90年代,爱迪生光谱辐射能研究项目的一名助手尼古拉?特斯拉就申请了最初的一个专利。其中的一个线圈连接在电源上传输能量作为发射器,另一个线圈连着灯泡,作为能量接收器。通电后,发射器能够以10兆赫兹的频率振动,但它并不向外发射电磁波。

　　特斯拉后来发明了所谓的“放大发射机”，现在称之为大功率高频传输线共振变压器，用于无线输电试验。特斯拉的无线输电技术，值得一提。特斯拉把地球作为内导体，地球电离层作为外导体，通过他的放大发射机，使用这种

放大发射机特有的径向电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立

传统特斯拉线圈原理图

起大约8赫兹的低频共振，利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。这一系统与现代无线电广播的能量发射机制不同，而与交流电力网中的交流发电机与输电线的关系类似，当没有电力接收端的时候，发射机只与天地谐振腔交换无功能量，整个系统只有很少的有功损耗，而如果是一般的无线电广播，发射的能量则全部在空间中损耗掉了。特斯拉有生之年没有财力实现这一主张。后人从理论上完全证实了这种方案的可行性，证明这种方案不仅可行，而且效率极高，对生态安全，并且不会干扰无线电通信。只不过涉及到世界范围内的能量广播和免费获取，在现有的政治和经济体制下，无人实际问津这种主张。

　　为了打破爱迪生的技术垄断,特斯拉特地制作了一个“特斯拉线圈”,它是由一个感应圈、变压器、打火器、两个大电容器和一个初级线圈仅几圈的互感器组成。放电时，未打火时能量由变压器传递到电容阵,当电容阵充电完毕时两极电压达到击穿打火器中的缝隙的电压时,打火器打火,此时电容阵与主线圈形成回路,完成L/C振荡进而将能量传递到次级线圈.这种装置可以产生频率很高的高压电流,不过这种高压电的电流极小,对人体不会产生显著的生理效应。

　　特斯拉线圈的线路和原理都非常简单，但要将它调整到与环境完美的共振很不容易，特斯拉就是特别擅长这项技艺的人。

　　信不信由你，特斯拉线圈不只能够保护你的笔记本电脑、弹奏美妙的乐曲，还可以让一群人一起欢呼，一同流口水唷！

　　这场在加州圣马刁 Maker Faire 2008会场内的表演，炫丽的闪光不仅让旁观的观众惊呼连连，而在嘶嘶作响的闪光声中，隐约还能听到啧啧的口水声。不过这可不是观众被闪电电到脸部抽筋所至乱喷口水，而是由于在这两座线圈中挂有成打的热狗，当闪电刷过的时候，阵阵的香味也就跟着飘了出来。

　　虽然我们并不清楚这样烤出来的热狗尝起来如何，不过能搞这么大的阵势感觉很酷就是了(谁不想吃看看用激光塔煮熟的热狗哩！ )。

图片

　　翻看国外网站偶然看到一位老兄的博客里挂满了世界各地的特斯拉线圈爱好者作品的照片，这些人大部分都是科学家，也有业余爱好者，他们在照片旁边都写上了精彩的注解。看来全世界热爱这种升压放电器的人还真不少，选出些比较精彩的，大家一起分享一下。（点击放大）

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