本帖最后由 丹顶鹤 于 2013-3-13 06:25 编辑
超级电容在电动玩具类中的应用（一） 电动玩具汽车是儿童喜爱的一种玩具，长期以来靠装备蓄电池于其中。超级电容作为储能器件，应用于玩具汽车，优势非常明显，它可使汽车体积和重量减轻，充放电寿命延长，成本降低（相对于使用Ni-MH或Li-Ion电池）。 原理：将超级电容与Motor连接在一起，LED用于显示充电情况。使用时用外部充电器对电容充电，当LED灯足够亮时表示充电结束，玩具车可以与充电器分离，使用时由超级电容对Motor供电，以维持玩具车行驶。在此，超级电容完全取代了电池，并且体现其优势。 德国GALERIE MEINER生产的一种商标名为Condensor Plane 的电动模型飞机采用的是日本ELNA公司的“GoldCap”驱动的，该电容器容量为3.3F，电压为2.5V。 韩国最大的铝电解电容和金属膜电容生产厂家NuinTEK公司声称，他们生产的产品比“GOLDCAP”具有更高的容量和更小的重量。例如，模型飞机中原来采用的“GOLDCAP“体积为23 by 13mm(length×diameter)，而具有3F相似容量的NuinTEK公司产品体积只有21×8mm，明显要小的多，在要求采用容量大质量轻电源的飞行类电动玩具上极有竞争优势。 NuinTEK公司还开发20F和25F产品，为了验证其在玩具飞机中的应用前景，用户进行了部分实验和对比。实验平台还是图中所示的Condenser Plane 飞机，实验者将其固定在卡钳上，换装不同的电容器后测试马达的转动时间，工作电路非常简单，电容器通过一个开关和马达直接相连，没有任何保护电路板之说。图中列出了两家公司的电容器产品，从左到右分别为GoldCap 3.3 F@ 2.5V(Original), SuperCap3F@2.7V,SuperCap10F@2.3V，SuperCap 20F@ 2.5V, 具体实验方法是先通过充电设备模拟实际情况对电容器进行充电，与我们平时概念不同的是，玩具飞机的充电器（和一个随身听大小差不多）采用恒电压2.5V的方式对电容器进行充电。充电开始电量一般在1A左右，充电过程中电流不断减小，当达到30mA以下时默认为充电完成，对于20F以上的电容器，则电流降至50mA以下时默认充电完成。 虽然实际情况下使用者尤其是儿童总是通过延长充电时间来希望充入更多的电量，这对于要求较长充电时间的大容量型电容器非常有利，但是过长的充电时间其实是没有什么用处的。“goldcap”在充电16秒后马达可以转动48秒以上，但是在空中其不可能飞行48秒，一般 也就是滞空30秒，而同样重量的NuinTEK 、SuperCap 10F @2.3V产品在充电一分钟后马达转动151秒，估计滞空时间长达一分半钟，虽然充电时间较长，但完全可以通过设计较大功率的充电器来获得更大的充电电流并解决上述问题。 20F和25F的产品具有更好的性能，但是其较大的重量对玩具的性能可能产生影响，因为玩具飞机本身的重量不过12g，而且电容器安装在飞机的头部位置。飞机中使用的2.5V小型马达的启运电流是0.6A，这对于超级电容器而言完全不成问题。NuinTEK认为其从3F到60F的超级电容器产品都可能作为电动玩具的电源，例如可以用于驱动个头更大的飞机。 国内也有类似玩具飞机出售，其动力电源是两节1.2V镍铬电池串联，每节电池体积与GoldCap 3.3F@2.5V电容器类似，但是重量要大的多，飞机明显头重脚轻，充电器是四节一号干电池，两并两串，从容量来看，这么大的充电器目的就是产生较大的充电电流以达到短时间完成充电的目的。飞机售价80元人民币左右，整个飞机结构主要由木线和泡沫塑料以及纸构成，成本主要集中在电池和马达上，利润很高，我们的超级电容器在这方面的应用中颇具竞争优势。
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发表于 2013-3-7 14:35
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发表于 2013-3-7 15:19
