首先介绍下超级电容的概念。
    超级电容器又称为电化学电容器，是20世纪年代末出现的一种新产品，电容量高达法拉级。以使用的电极材料来看，目前主要有3种类型：高比表面积碳材料超级电容器、金属氧化物超级电容器、导电聚合物超级电容器。
       1基本原理
    根据电化学电容器储存电能的机理的不同，可以将它分为双电层电容器，EDLC）和赝电容器（Pesudocapaeitor）。碳基材料超级电容器能量储存的机理主要是靠碳表面附近形成的双电层，因此通常称为双电层电容；而金属氧化物和导电聚合物主要靠氧化还原反应产生的赝电容。
   双层电容器的基本原理是利用电极和电解质之间形成的界面双电层来存储能量的一种新型电子元件。当电极和电解液接触时，由于库仑力、分子间力或者原子间力的作用，使固液界面出现稳定的、符号相反的两层电荷，称为界面双电层。双电层电容的大小与电极电位和表面积的大小有关。双电层电容器电极通常由具有高比表面积的多孑L碳材料组成。碳材料具有优良的导热和导电性能，其密度低，抗化学腐蚀性能好，热膨胀系数小，可以通过不同方法制得粉末、颗粒、块状、纤维、布、毡等多种形态。
    赝电容是在电极表面或者体相的二维或准二维空间上，电活性物资进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附／脱附或氧化／还原反应，产生与电极充电电位有关的电容。由于赝电容不仅发生在表面，而且可以深入内部，因而可获得比双电层电容更高的电容量和能量密度。相同电极面积下，赝电容可以是双电层电容量的10～100倍。目前赝电容电极材料主要为一些金属氧化物和导电聚合物。
        2与传统电容器、电池的区别
    电化学电容器和电池的运行机理从原理上就不同。对于双电层型超级电容器，电荷存储是非法拉第过程，即理想的没有发生通过电极界面的电子迁移，电荷和能量的存储是静电性的。而对电池而言，实质上发生了法拉第过程，即发生了穿过双层的电子迁移，结果是发生了氧化态的变化和电活性材料化学性质的变化。总的来说，电荷存储过程有如下重要的区别：
     对于非法拉第过程，电荷的聚集靠静电方式完成，正电荷和负电荷居于两个分开的界面上。中间为真空或分子绝缘体，如双层、电解电容中的云母膜、空气层或氧化物膜。对于法拉第过程，电荷的存储靠电子迁移完成，电活性材料发生了化学变化或氧化态变化，这些变化遵守法拉第定律并与电极电势有关在某种情况下就能产生准电容。这种能量的存储是间接的。在比能量和比功率两个性能参数上超级电容器位于电池和传统电容之间，循环寿命和充放电效率都远远高于电池。由于使用寿命长通常都超过了使用其设备的寿命，所以，超级电容器终身无需维护，加之使用完后，对环境要求宽松，无污染，因而又称其为绿色能源。
    超级电容充电器采用凌力尔特公司 （Linear Technology Corporation）的最新产品 LTC4425，对2节2.7V串联超级电容充电，输出+5V电压，充电电流在1.5A，作为我们系统（变浆）中的后备电源。目前已经完成原理图和PCB的layout工作。正在调试当中。LTC4425 具有两种运行模式：充电电流曲线 （典型） 模式和 LDO 模式。在充电电流曲线模式时，该器件将超级电容组的顶端充电至输入电压 VIN，所用的充电电流与输入至输出电压之差的变化相反，以防止产生过大的热量。LDO 模式将超级电容器组充电至外部设定的输出电压，所用充电电流是固定的。我采用的是LDO模式进行充电，传统的充电器要求超级电容接平衡电阻，而LTC4425 的自动能量平衡功能保持两节超级电容器有相等的电压，从而无需用于平衡的电阻器，同时保护每节超级电容器免受过压损坏，并最大限度地减少电容器的漏电流。这是设计中最大的优点。
    LTC4425 采用两种紧凑、耐热增强型封装：12 引线、扁平 （高度仅为 0.75mm） 3mm x 3mm DFN 封装；12 引线 MSOP 封装。该器件在 -40°C 至 125°C 结温范围内工作。我采用的是MSOP的封装，便于手工焊接调试。
    附图中是12V输入，充电+5V输出。这块LTC4425电路是做在整个系统中的，附件图也给出了整个系统的PCB图。
      

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