【導(dǎo)讀】以智能手機(jī)、平板電腦為代表的便攜式電子設(shè)備正以顯著的速度發(fā)展著。便攜式電子設(shè)備的多功能化、高性能化及其便利性使我們使用的機(jī)會(huì)增加，也增加了使用時(shí)間。同時(shí)，高性能化也增加了電力的消耗。但是如果電池被大容量化，就會(huì)占據(jù)很大的體積和重量。因此，便攜式電子設(shè)備中使用的電池要求具備大容量、體積小、重量輕的特征。
便攜式電子設(shè)備的電池想要同時(shí)兼具大容量化和支持高負(fù)荷并不容易。因此，對于高負(fù)荷，是采用軟件來分散控制峰值負(fù)荷的方法等進(jìn)行處理的，但由于智能手機(jī)等應(yīng)用的發(fā)展，用戶使用方法的多樣化，使整機(jī)的電源設(shè)計(jì)者很難預(yù)測實(shí)際負(fù)荷狀態(tài)。
如果將電池和電氣雙層電容器（EDLC）組合使用，我們則可以期待獲得前述的減輕電池高負(fù)荷狀態(tài)的效果。原理上，EDLC的內(nèi)部電阻可以比電池小，此外，最適合的設(shè)計(jì)也可快速對應(yīng)。
電氣雙層電容器特征
村田的EDLC采用了最適合的電極材料和構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)了小型化、低電阻（數(shù)十mΩ）及大容量。因此才可能在低損耗的同時(shí)釋放出A命令的大電流。另外，與電池相比，EDLC即使在低溫環(huán)境下，其特性變化也很少，并且能發(fā)揮和常溫狀態(tài)下相同水平的性能。
圖1: ESR的溫度特性
圖2: 放電特性 (5.5V、350mF、60mΩ商品)
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使用了電氣雙層電容器的電池負(fù)荷減輕效果
電池?cái)?shù)百mΩ的內(nèi)部電阻相當(dāng)于村田的EDLC的數(shù)倍。假設(shè)只從電池里釋放A命令的大電流的話，電壓將大幅下降，損耗也會(huì)增大。此外，如果電壓下降后，超過了電池設(shè)定的保護(hù)電路的電壓下限的話，將會(huì)強(qiáng)制停止所有作業(yè)。會(huì)形成電源會(huì)突然關(guān)掉的狀態(tài)（電源關(guān)閉）。
這里我們列舉了使用EDLC來減輕電池負(fù)荷的具體事例。圖3是將電池以及EDLC的內(nèi)部電阻部分分離開，并做了明顯標(biāo)記的電路圖。為了使EDLC達(dá)到減輕電池負(fù)荷的作用，將EDLC和電池并聯(lián)連接。表1為評價(jià)條件。此處設(shè)定的負(fù)荷為設(shè)想的脈沖驅(qū)動(dòng)的GSM和GPRS等通信、高輸出音頻、小型馬達(dá)等的峰值負(fù)荷。
圖3：評價(jià)電路圖
表1 ：評價(jià)條件
測定結(jié)果如圖4所示。
圖4：電池電壓和負(fù)荷電流的波形（左：無EDLC、右：有EDLC）
電池的負(fù)荷電流在沒有EDLC的情況下為1.9A，和EDLC并聯(lián)連接后負(fù)荷電流的變?yōu)?.42A，電池的下降電壓也從沒有EDLC的情況下的0.38V減小到0.09V。
因此，EDLC和電池并聯(lián)之后，抑制了電池的負(fù)荷電流和電壓變動(dòng)，使電子設(shè)備可以處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。特別是支持短時(shí)間的的脈沖負(fù)載電流，村田EDLC內(nèi)部電阻的低阻抗化實(shí)現(xiàn)了高速支持負(fù)荷變動(dòng)。
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電氣雙層電容器產(chǎn)品一覽
村田的EDLC的產(chǎn)品一覽如表2所示。
表2： EDLC產(chǎn)品一覽（DME系列）
今后的展望
便攜式電子設(shè)備今后將迎來體積小、重量輕兼具多功能化為特征的市場。由于EDLC減少了電池的負(fù)荷，就可生產(chǎn)出更便利的產(chǎn)品。
村田制作所將繼續(xù)推進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)，通過提供當(dāng)前市場所需求的產(chǎn)品方案，以便攜式電子設(shè)備為契機(jī)為社會(huì)的發(fā)展繼續(xù)作出貢獻(xiàn)。
