【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的速度發(fā)展著。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增加，也增加了使用時間。同時，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，是采用軟件來分散控制峰值負荷的方法等進行處理的，但由于智能手機等應用的發(fā)展，用戶使用方法的多樣化，使整機的電源設計者很難預測實際負荷狀態(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，電壓將大幅下降，損耗也會增大。此外，如果電壓下降后，超過了電池設定的保護電路的電壓下限的話，將會強制停止所有作業(yè)。會形成電源會突然關掉的狀態(tài)（電源關閉）。
這里我們列舉了使用EDLC來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，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和電池并聯連接。表1為評價條件。此處設定的負荷為設想的脈沖驅動的GSM和GPRS等通信、高輸出音頻、小型馬達等的峰值負荷。
圖3：評價電路圖
表1 ：評價條件
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EDLC、右：有EDLC）
電池的負荷電流在沒有EDLC的情況下為1.9A，和EDLC并聯連接后負荷電流的變?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和電池并聯之后，抑制了電池的負荷電流和電壓變動，使電子設備可以處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。特別是支持短時間的的脈沖負載電流，村田EDLC內部電阻的低阻抗化實現了高速支持負荷變動。
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電氣雙層電容器產品一覽
村田的EDLC的產品一覽如表2所示。
表2： EDLC產品一覽（DME系列）
今后的展望
便攜式電子設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減少了電池的負荷，就可生產出更便利的產品。
村田制作所將繼續(xù)推進產品開發(fā)，通過提供當前市場所需求的產品方案，以便攜式電子設備為契機為社會的發(fā)展繼續(xù)作出貢獻。
