法拉电容原理
法拉电容、超级电容器是一种电容量可达数千法拉的极大容量电容器。电容量取决于电极间间隔和电极表面积，为了得到如此大的电容量，要尽或许缩小超级电容器电极间间隔、添加电极表面积，为此，选用双电层原理和活性炭多孔化电极。
超级电容器双电层介质在电容器的二个电极上施加电压时，在接近电极的电介质界面上发生与电极所带着的电荷极性相反的电荷并被捆绑在介质界面上，构成事实上的电容器的二个电极。很明显，二个电极的间隔十分小，只要几nm．一同活性炭多孔化电极能够取得极大的电极表面积，能够到达2000 m2/g。因而这种结构的超级电容器具有极大的电容量并能够存储很大的静电能量。就储能而言，超级电容器的这一特性介于传统电容器与电池之间。
当二个电极板间电势低于电解液的氧化复原电极电位时，电解液界面上的电荷不会脱离电解液，超级电容器处在正常作业状况（通常在3 V以下），假如电容器二端电压超越电解液的氧化复原电极电位，那么，电解液将分化，处于非正常状况。跟着超级电容器的放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液界面上的电荷呼应削减。由此能够看出超级电容器的充放电进程始终是物理进程，没有化学反应，因而功用是安稳的，与运用化学反应的蓄电池不同。
超级电容器也归于双电层电容器，它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，其基本原理和其它品种的双电层电容器相同，都是运用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构取得超大的容量。传统物理电容中贮存的电能来源于电荷在两块极板上的别离，两块极板之间为真空（相对介电常数为1）或一层介电物质（相对介电常数为ε）所阻隔，电容值为：
C = ε？A / 3.6 πd ？10-6 （μF）
其间A为极板面积，d为介质厚度
所贮存的能量为：
E = 1/2 C （ΔV）2
其间C为电容值，ΔV为极板间的电压降。可见，若想取得较大的电容量、贮存更多的能量，有必要增大面积A或削减介质厚度。
双电层电容器中，选用活性炭资料制作成多孔电极，一同在相对的碳多孔电极之间充填电解质溶液，当在两头施加电压时，相对的多孔电极上别离集合正负电子，而电解质溶液中的正负离子将由于电场效果别离集合到与正负极板相对的界面上，然后构成两个集电层，相当于两个电容器串联，如图所示：
由于活性碳资料具有≥1200m2/g的超高比表面积（即取得了极大的电极面积A），并且电解液与多孔电极间的界面间隔不到1nm（即取得了极小的介质厚度d），依据前面的核算公式能够看出，这种双电层电容器比传统的物理电容的容值要大许多，比容量能够进步100倍以上，然后使运用电容器进行大电量的储能成为或许。
产品分类：
超级电容器彻底不同于传统的电解电容器，由于特其他原资料、特其他制作方法，其单体容量能够超越传统电容器的1000倍以上，在0.6升的体积内就能够到达10000F以上的容量，兼具电池与电容的两层特性，成为一种功用极佳的动力电源。超级电容器满意了商场对高频率、大强度、高循环次数、并契合环保方针的动力电源的需求，在机械、电子、轿车、太阳能等范畴有着极好的发展前景。
产品特性：
产品的技能特性
（1）充电速度快，充电10秒~10分钟可到达其额外容量的95％以上；
（2）循环运用寿命长，深度充放电循环运用次数可达1~50万次；
（3）能量转化功率高，进程丢失小，大电流能量循环功率≥90%；
（4）功率密度高，可达300W/KG~5000W/KG，相当于电池的5~10倍；
（5）产品原资料构成、出产、运用、贮存以及拆解进程均没有污染，是抱负的绿色环保电源；
（6）安全系数高，长期运用免保护；
（7）超低温特性好，可作业于摄氏零下30℃的环境中；
（8）检测便利，剩下电量可直接读出。
法拉电容沉着完成单片机掉电数据保存
电路见下：这儿首要用6V供电（如7806），为什么用6V不必5V是清楚明了的。这儿的二极管们一般都起两个效果，一是运用单向导电性保证向储能电容0.47F/5.5V单向冲电;二是起钳位效果，钳去0.6V，保证使大多数51系列的单片机都能在4.5V–5.5V之间的标称作业电压下作业。而4.5-5.5间这1V电压在0.47F电容的电荷丢失时刻便是咱们将来在掉电报警后咱们能够规划的预警回旋时刻。
两只47欧电阻也有两个效果：
1：和47UF和0.01UF电容一同用于加强电源滤波。
2.对单片机供电限流
一般电子工程师都喜爱把单片机电源直接接7805上，这是个十分欠好的习气，为什么？7805可提供高达2A的供电电流，反常时满足把单片机芯片内部焚毁。有这个电阻47欧姆电阻挡作及时把芯片或许极性插反也不会烧单片机和三端稳压器，但这电阻也不能太大，上限不要超越220欧，不然对单片机内部编程时，会编程失利（其实是电源缺乏）。
3.对0.47F/5.5V储能电容，串入的这只47欧电阻消除“巨量法拉电容”的上电浪涌。完成冲电电流削峰
咱们算一算要充溢0.47F电容到5.5V，即运用5.5A恒流对0.47F电容冲电，也需求0.47秒才干冲到5.5V，已然知道了这个问题，咱们就清楚：
1.假如没有47欧姆电阻限流，上电瞬间三端稳压器必定因强壮过电流而进入自保。
2.长达0.47秒（假如真有5.5A恒流充电的话）缓慢上电，如此缓慢的上电速率，将使得以微分（RC电路）为复位电路的51单片机由于上电太慢无法完成上电复位。（其实要充溢0.47UF电容常常需求几分种）。
3.正由于上电时刻太慢，将无法和今日大多数主流型以在线写入（ISP）类单片机与写片上位核算机软件上预留的等候应对时刻严峻不匹配（一般都不大于500MS），然后形成应对失步，故总是提示“通讯失利”。
知道这个道理你就不难理解这个电路最上面的二极管和电阻串联起来便是有必要要有上电加快电路。这儿还用了一只（内部空心不带蓝色的）肖特基二极管（1N5819）从法拉电容向单片机VCC放电，还一同阻断法拉电容对上电加快电路的旁路效果，用肖特基二极管是根据其在小电流下导通电压只要0.2V左右考虑的，意图是尽量削减法拉电容在掉电时的电压丢失。多留掉点保持时刻。
三极管9014和胁迫位二极管分压电阻垫位电阻（470欧姆）等构成基极上发射极双端输入比较器，完成掉电检测和宣布最高优先级的掉电中止，这部分电路相当于半只比较器LM393，但电路更简略耗电更省（掉电时耗电小于0.15MA）。
47K电阻和470欧姆二极管1N4148一道构成嵌位电路，保证基极电位大约在0.65V左右 （可这样核算0.6（二极管导通电压）+5*0.47/47），这样假如9014发射极电压为0（此刻便是外部掉电），三极管9014正好导通，并且由于51单片机P3.2高电平为弱上拉（大约50UA），此刻9014必定是导通且弱电流饱满的，这样就向单片机内部宣布最高硬件优先级的INX0掉电中止。
而在平常正常供电时，因发射极上也大约有6*0.22/2.2=0.6V电压上顶，不难发现三极管9014必定处于截止状况，而使P3.2保持高电平的。
下面还有两个重要软硬件关键和主张：
1.硬件关键：但凡驱动单片机外部口线等的以输出高电平驱动外部设备，其电源不能和电片机的供电电压VCC去争抢（例如上拉电阻供电不取自单片机VCC）。而应直接接在电源前方，图中4.7K电阻和口线PX.Y便是一个典型示例，接其它口线PX.Y‘和负载也相同。这儿与上拉4.7K电阻相串联二极管也有两个效果：
1.钳去0.6V电压以便与单片机作业电压相匹配，避免口线向单片机内部反推电。形成单片机口线功用紊乱。
2.运用二极管单向供电特性，避免掉电后单片机经过口线向电源和外部设备反供电。
上面的硬件规划，在与软件结合起来（见下面叙说）就能够保证在掉电期间，不会因法拉电容上的堆集电荷为现已掉电的外部电路无谓供电和向电源反供电形成电容能量泄放缩短掉电保持时刻。
2.软件关键：首要INX0在硬件上（规划）是处于最高优先级的，这儿还有必要要在软件保证第一流其他优先。然后保证掉电时外部中止0能打断其他任何进程，最高优先地被检测和履行。其次在INX0的中止程序进口，还要用：
MOV P1，#00H
MOV P2，#00H
MOV P3，#00H
MOV P0，#00H
SJMP 掉电保存
来阻断法拉电容的电荷经过单片机口线外泄和随后跳转掉电写入子程序模块。（见硬件关键）
有了上面的准备和细节处理，下面咱们信心百倍地一道来核算0.47UF的电容从5.5V跌落到4.5V（乃至能够下到3.6V）所能保持的单片机掉电作业时刻。
这儿设单片机作业电流为20MA（外设驱动电流现已被屏蔽）不难算出：
T=1V*0.47*1000（1000是由于作业电流为豪安）/20=23.5秒！！！！！
