超级电容放电特性浅析

在超级电容器放电过程中，负载等效电阻比超级电容器的等效并联电阻Rp小很多时，可以忽略并联等效电阻Rp对放电过程的影响，此时可将超级电容器模型简化为理想电容C与串联等效电阻Rs的串联模型。

超级电容器放电过程中，端电压U（t）和放电电流I（t）的关系为

式中，UC（t）为理想超级电容器端电压。

由式（3−16）可以看出超级电容器端电压的变化与放电电流I（t）和等效串联电阻Rs之间的关系。由于等效串联电阻Rs值很小，当超级电容器小电流放电时，电阻Rs的压降很小，可以忽略不计，可将超级电容器视为理想电容器；但大电流放电时，电阻Rs的压降不可忽略，造成超级电容器放电电压下限值升高，从而减小了超级电容器的放电效率，降低了能量利用率。(www.xing528.com)

对超级电容器放电特性进行仿真分析，试验用超级电容器规格参数为100 F/2.5 V，其等效串联电阻和初始放电电压分别为0.3 mΩ，负载电阻为3 Ω，仿真结果如图3−7所示。

图3−7所示为超级电容器对电阻负载放电过程中端电压变化波形，由图可以看出在5 s内，电压几乎从2.5 V下降到0，下降速度非常快。电压下降过快导致超级电容器输出电压值无法满足负载对电压的需求，同时也降低了储能利用率。针对此问题，通常采用适当的DC/DC变换器使超级电容器输出电压保持在稳压状态下对负载供电。

图3−7　超级电容器放电特性曲线