【導讀】以智能手機、平板電腦為代表的便攜式電子設備正以顯著(zhù)的速度發(fā)展著(zhù)。便攜式電子設備的多功能化、高性能化及其便利性使我們使用的機會(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 )占據很大的體積和重量。因此，便攜式電子設備中使用的電池要求具備大容量、體積小、重量輕的特征。
便攜式電子設備的電池想要同時(shí)兼具大容量化和支持高負荷并不容易。因此，對于高負荷，是采用軟件來(lái)分散控制峰值負荷的方法等進(jìn)行處理的，但由于智能手機等應用的發(fā)展，用戶(hù)使用方法的多樣化，使整機的電源設計者很難預測實(shí)際負荷狀態(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荷狀態(tài)的效果。原理上，EDLC的內部電阻可以比電池小，此外，最適合的設計也可快速對應。
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造，實(shí)現了小型化、低電阻（數十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荷減輕效果
電池數百mΩ的內部電阻相當于村田的EDLC的數倍。假設只從電池里釋放A命令的大電流的話(huà)，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(guò)了電池設定的保護電路的電壓下限的話(huà)，將會(huì )強制停止所有作業(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(lái)減輕電池負荷的具體事例。圖3是將電池以及EDLC的內部電阻部分分離開(kāi)，并做了明顯標記的電路圖。為了使EDLC達到減輕電池負荷的作用，將EDLC和電池并聯(lián)連接。表1為評價(jià)條件。此處設定的負荷為設想的脈沖驅動(dòng)的GSM和GPRS等通信、高輸出音頻、小型馬達等的峰值負荷。
圖3：評價(jià)電路圖
表1 ：評價(jià)條件
測定結果如圖4所示。
圖4：電池電壓和負荷電流的波形（左：無(wú)EDLC、右：有EDLC）
電池的負荷電流在沒(méi)有EDLC的情況下為1.9A，和EDLC并聯(lián)連接后負荷電流的變?yōu)?.42A，電池的下降電壓也從沒(méi)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，抑制了電池的負荷電流和電壓變動(dòng)，使電子設備可以處于穩定的工作狀態(tài)。特別是支持短時(shí)間的的脈沖負載電流，村田EDLC內部電阻的低阻抗化實(shí)現了高速支持負荷變動(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
便攜式電子設備今后將迎來(lái)體積小、重量輕兼具多功能化為特征的市場(chǎng)。由于EDLC減少了電池的負荷，就可生產(chǎn)出更便利的產(chǎn)品。
村田制作所將繼續推進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，通過(guò)提供當前市場(chǎng)所需求的產(chǎn)品方案，以便攜式電子設備為契機為社會(huì )的發(fā)展繼續作出貢獻。
