축전기

 



  • 축전를 찾아오셨다면 이차 전지를 참조하십시오.
1. 개요
2. 기능
3. 용도
4. 축전기의 종류
4.1. 전해 커패시터
4.2. 필름 커패시터(Film capacitor)
4.3. 세라믹 커패시터
4.4. 오일 커패시터
4.5. 가변 커패시터
5. 슈퍼 커패시터
5.1. 장점
5.2. 단점
6. 관련 문서


1. 개요


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蓄電器
capacitor
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영미권에서는 콘덴서(condensor)가 축전기를 뜻하기도 하지만, 축전기보다는 주로 응축기의 의미로 사용되는 경우가 많다.
전자/전기에서 전기를 모으고, 방출하기 위하여 사용하는 부품. 다른 명칭으로는 커패시터(capacitor)라고 하며 줄여서 "캡"(cap)이라고 부르기도 한다.[2][3][4] 용량 단위는 마이클 패러데이에서 이름을 따온 패럿(farad, F)이다. 이는 1볼트#s-1 전압이 걸렸을 때 1쿨롱의 전하를 잡아 둘 수 있는 능력으로 정의되는데 (Q=C*V, 고로 C=Q/V=A2×s4×kg-1×m-2)이는 전자회로에서는 굉장히 큰 단위이므로 보통은 마이크로패럿(μF)을 많이 쓰고 그 아래인 나노패럿(nF) 또 그보다 더 아래인 피코패럿(pF) 단위도 꽤 쓴다.
보통 세라믹이나 마이카, 필름 콘덴서는 극성이 없지만, 전해 콘덴서는 긴 부분이 양극(+극)이고, 짧은 극이 음극(-극)이며 다리가 잘려있을 때는 흰색 띠가 있는곳이 음극(-극)이다. 탄탈 콘덴서는 띠가 있는 쪽이 양극이므로 극성에 주의하여 끼워야 한다. 전해 콘덴서는 반대로 설치하면 펑 터지는데 그치지만, 탄탈 콘덴서는 폭죽처럼 불을 내뿜으며 폭발한다. 탄탈 콘덴서 자체가 폭죽이랑 유사한 구조와 물질로 이루어져 있기 때문. 그리고 탄탈 콘덴서는 폭발하면 내부가 합선된다.
옛날 카메라 플래시를 사용해 본 사람이라면 카메라가 발광을 위해 전기를 모으면서 내는 "삐~" 소리를 기억할 것이다. 이것이 축전기에 전기가 모이면서 나는 소리다. 물론 전기 자체가 내는 소리가 아니라 축전기의 구성부품이 진동하며 내는 소리.
제세동기 역시 축전기가 들어 있으며, 방전을 위해 전기를 모을 때 특유의 “삐~” 소리가 난다.
창작물에 나오는 축전기 중에는 영화 백 투 더 퓨처에 나오는 자동차형 타임머신에 달려있던 "플럭스 커패시터"가 유명하다. 시간여행을 가능하게 하는 중요 부품으로, 엄청난 양의 전기를 필요로 하기 때문에 플루토늄이나 번개의 힘을 빌어 축전해야 했다.

2. 기능


전압이 높을 때에는 전하를 모으고(충전) 전압이 낮으면 전하를 방출(방전)하여 전원 전압과 동일한 크기의 전위차를 유지하려 한다. 그러므로 직류 전원에 연결하면 전하가 충전되는 짧은 시간동안 전류 크기가 감소하다가 결국 전류가 흐르지 못하게 된다. 이는 다른 말로 전압의 변화에 저항하여 전압의 급격한 변화를 막아준다는 뜻이다. 이와 대응되는 인덕터(코일)는 전류의 변화에 저항하여 전류의 급격한 변화를 막아주는 역할을 한다.
절연체유전 분극 현상을 이용하여 전기장을 만듦으로써 전기 에너지를 저장하는 역할이다. 이게 무슨 말이냐면, 축전기를 충전할때 + 전하와 - 전하를 떨어뜨려놓는데, 이때 전기장이 발생하고, 전하들은 전기적 위치 에너지를 얻는다. 간단한 형태의 축전기인 평면 축전기 (납작한 도체판 2개를 평행으로 조금 떨어뜨려 놓은것)의 에너지 용량은 $$\displaystyle \frac{1}{2}CV^2$$다 (여기서 V는 전압). 일반적으로 축전기의 에너지 밀도는 $$u=\frac{1}{2} \epsilon_0 E^2$$고, 총 용량은 $$\displaystyle U=\int_{V}\frac{1}{2} \epsilon_0 E^2 dV$$(E는 자기장의 세기, V는 전기장이 차지하는 공간).

3. 용도


전하를 모으고 방출하여 안정적인 전기를 공급하는 역할. 내부에 전하가 직접 저장되어있어 배터리와 달리 저항만 받쳐준다면 충방전속도에 한계가 없다. 따라서 낮은 저항으로 RC회로를 만들어 쇼트(short)시키면 순간적으로 엄청난 양의 에너지가 방출된다.[5]
축전기를 직류 회로에 직렬로 연결하면 역전압을 걸어 전류 흐름을 막는 역할을 한다. 전원과 연결된 축전기가 충전되고 나면, 같은 전압의 배터리를 같은 극끼리 연결한 것과 마찬가지 상태[6]가 되기 때문에 직류 전기가 흐르지 않게 된다.[7] 그러나 노이즈가 발생하면 전원과 축전기의 전압의 균형이 깨져서 전기가 흐르게 되는데, 여기에 직렬로 연결된 회로 입장에서는 보내라는 전류는 안 보내고 노이즈만 보내는 상황이 펼쳐진다.
반면에 교류 회로에서는 필터 역할을 수행한다. 코일과는 반대로 저주파는 막고 고주파는 잘 통과시키는 특성을 가지고 있기 때문에, 음향 쪽에서는 이퀄라이저크로스오버에 없어서는 안될 필수 부품이기도 하다.
그래서 일반적으로 저주파 통과 필터를 만들어서 노이즈 제거용으로 쓰인다. 노이즈라는 것이 전압이 원치 않는 방향으로 순간적으로 요동치는 것인데, 콘덴서를 회로에 병렬로 연결해 두면 마치 추가 배터리를 병렬로 연결한 것과 같이, 전압이 높을 때는 축전기에 충전이 되었다가 전압이 떨어질 때 축전기에서 전하를 내놓으므로 전압이 안정된다. 그래서 일정 수준 이상 전압이 요동치지 않게 된다. 일반적으로 개인 공작 수준에서 전해 축전기와 세라믹 축전기가 많이 쓰이는데, 전해 축전기는 저주파, 세라믹 축전기는 고주파 노이즈를 제거하는 데 유리하다. 용량이 클수록 더 낮은 주파수 신호도 잘 통과하기 때문이다.
전자회로에서는 고주파 신호가 정보를 전달하기 때문에 캐퍼시터로 직류를 막아 버릴 수도 있다. 축전기와 다이오드를 이용한 정류회로는 가정으로 들어오는 교류전류를 직류로 변환해주기도 한다. 다이오드에 의해 순방향 전압만 걸리게 되는데 이 때까지는 전압이 들쭉날쭉한 상태이지만 위에서처럼 축전기가 전압을 안정시키므로 직류로 변환되는 것이다.
보통 전원부의 노이즈 제거(Bypass) 및 안정화를 위한 평활회로의 부품으로 많이 쓰인다. Decoupling Capacitor라고 해서 전원과 GND 양단 사이에 생기는 순간적인 전압강하를 잡아주는 기능도 있다. 진상용 콘덴서의 경우는 역률 개선에도 쓰인다.
그 외에도 전하를 저장했다가 내놓는 특징을 살려 다양한 용도로 사용할 수 있다. 예컨데 트랜지스터의 스위칭 기능과 연동해 축전기의 충전과 방전을 반복함으로써 LED를 깜빡거리게 한다든지......[8] 정전용량 무접점 방식 키보드는 축전기의 원리를 이용해서 만든 물건이다. DRAM콘덴서 마이크도 마찬가지. 터치스크린도 기본적으로는 축전기를 응용한 물건이다.

4. 축전기의 종류


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다양한 축전기의 종류
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1패럿짜리 축전기. 아래 언급된 초축전기 분류에 들어갈수 있으며 지름이 2cm 남짓 된다. 게다가 5.5V용이라...

4.1. 전해 커패시터


음극 전해질에 금속 양극이 들어 있는 구조로, 금속 표면에 산화막이 형성되어 이것이 절연 및 유전체 역할을 한다. 아래 필름 커패시터와 비교했을 때 유전체의 두께가 얇기 때문에 더 높은 용량을 얻을 수 있다. 공통적인 전기적 특성으로서는 일단 부피/무게 대비 용량이 중간쯤 한다. 선형성도 높고, 직렬 저항값도 큰 편이다. 다만 가격이 약간 비싼 편이고, 최소 크기가 매우 큰 편이다. 즉, 작은 용량의 전해 콘덴서는 아예 안 판다. 또한 보통 반대 방향으로 전압을 가하면 폭발하기 때문에 교류용으로 쓰려면 항상 DC bias가 있어야 한다. 양방향 전압을 가할 수 있는 전해 커패시터도 있긴 한데, 이런거 쓸 바에 다른걸 쓰는 경우가 낫기 때문에 볼일이 별로 없다. 마지막으로 고전압 + 고용량으로 만들기 용이하고, ESR[9]이 적절히 높은 편이라 고전압 파워에 넣기 좋다. [10] 세라믹에서 후술할 떨림 문제도 없고.
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  • 알루미늄 전해 커패시터(Electrolytic Capacitors)
흔히 볼 수 있는 커패시터중 하나로, 품질에 따라 수명, 전기적 특성에 차이가 나기 때문에 일부는 일본제 전해 커패시터가 장착된 고급형 메인보드를 고집한다고 한다. 같은 회사 제품이라면 85도 짜리보다는 105도 짜리가 더 수명이 길다. 수명이 다 되어가는 커패시터는 윗부분이 부풀어오르거나, 아랫부분이 부풀어 들뜨기도 하는데 일명 임신이라고 하며 하루 빨리 교체해야 한다. 만약 그대로 둘 경우 전해액이 흘러나와 PCB를 부식시킬 수 있다. 위의 예시 이미지에서 상단은 DIP형 소자고, 하단은 SMD 실장형 소자다. 비닐로 마감처리된 알루미늄 콘덴서 중 일부는 윗부분에 십자모양으로 되어있는데, 이는 폭발 시 전해액이 기화될 때 이 기체가 상대적으로 약한 윗부분 홈을 파손시키고 배출되도록 설계된 것이라고 한다.
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  • 폴리머 전해 커패시터 - 솔리드(고체) 커패시터라고도 한다. 2010년도 초중반 이후로 나온 메인보드들에서는 알루미늄 전해 커패시터보다도 흔하게 볼 수 있다. 때문에 기존의 전해 커패시터보다 수명이 길고 안정적이며 열이나 과전류 등에 의한 폭발에는 강하나, 대신 전류 용량이 커질수록 가격이 일반 전해 커패시터보다 비싸지는 건 둘째치고 부피도 일반전해 커패시터보다 몇 배 이상 커질 수 밖에 없다는 단점을 가지고 있다. 파워서플라이 등 많은 전류 용량이 필요로 하는 제품에는 여전히 알루미늄 전해 커패시터가 들어가는 이유도 그래서다.
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  • 고체 탄탈 전해 커패시터 - SMD 실장이 가능하기 때문에 스마트폰과 같은 첨단 소형 전자기기에 많이 쓰인다. 다만 극성을 잘못하면 쉽게 폭발하므로 주의해서 다뤄야 된다.[11]
  • 고체 나이오븀 전해 커패시터 - 희소 광물이자 분쟁 광물인 탄탈을 나이오븀으로 대체한 커패시터이다. 외형은 탄탈 커패시터와 동일하다. 탄탈 커패시터에 비해 흔치 않은 편이다.

4.2. 필름 커패시터(Film capacitor)


양 극에 교대로 연결된 얇은 금속막과 절연체를 여러 번 겹쳐 만든다. 고등학교 물리 시간에 배우는 바로 그 구조. 양극이 모두 금속이고 구조가 단순하기 때문에 선형성, ESR, 온도계수, 그리고 용량 정밀도가 출중하다. 다만 절연체를 아주 얇게 만드는 것이 어려우므로 비싸고 용량이 작다. 고주파 회로에 세라믹과 같이 가끔 보이고, 정밀도가 요구되는 회로에서도 나온다. 이를테면 테스트기기라던가, 오디오 기기라던가.
크기가 큰 편이라 웬만하면 안 쓴다. 보통 모양은 직육면체에 다리가 둘 달렸거나 아니면 원통형이다.
아래 오일 커패시터 항목에 언급했듯이 이런 방식으로 제작해 오일을 함침시켜 마무리하는 제품도 오디오용으로 존재한다.
  • 폴리에스테르 필름 커패시터 (일반적으로 마일러 커패시터라 불리는데 마일러는 필름의 상표명이다.)
  • 폴리프로필렌 필름 커패시터
  • 메탈라이즈드 폴리프로필렌 커패시터
  • 폴리스티렌 커패시터 (스티롤 혹은 스치롤 커패시터라고도 불린다)
  • X등급 안전 필름 커패시터 (커패시터에 쇼트가 발생할 경우 화재 위험이 있는 회로에 사용된다.)

4.3. 세라믹 커패시터


필름 커패시터와 비슷한 구조이나 절연체로 세라믹을 사용한다. 사용되는 세라믹은 Paraelectric (Class 1) 혹은 Ferroelectric (Class 2) 한 특성으로 인해 특정 전압 구간 안에서 높은 유전율을 보이고 이를 통해 높은 전기용량을 실현한다. 현대 회로의 왕이나 다름없는 포지션을 담당한다. 일단 부피/무게 대비 용량이 매우 높다. 전해식의 10배에서 100배 가량 되는 경우도 있다. 장점은 그것뿐만 아니라, ESR 과 ESL이 무지막지하게 낮다. 일단 크기가 작으니까...
다만 사용하는 세라믹의 전기적 특성으로 인한 단점이 존재한다. 일단 선형성이 매우 떨어진다. 무슨 뜻이냐면, 일단 6.3볼트까지 올릴 수 있는 세라믹 콘덴서가 있다고 하자. 직류 전압이 0일때 전기용량이 100 이라면, 3.3볼트에선 90 정도의 전기용량을 보이고, 한계전압인 6.3볼트까지 올라가면 심한 경우에는 10까지 내려가는 경우도 있다. 고압의 정현파 같은걸 넣으면 반대편에서 뾰족뾰족한 삼각파가 나올 수 있다는 얘기다. 이것 때문에 고주파 라디오나 오디오에선 사양하는 경우가 있다. 이를 타파하기 위해 일부러 한계전압이 디자인 전압보다 훨씬 높은 콘덴서를 쓴다. 어차피 그렇게 비싼것도 아니고, 선형성이 떨어지는게 사실 한계전압의 비율에 따라 떨어지기 때문이다.
그것뿐만이 아니라, 온도계수가 무지막지하게 높은게 대다수다. 50%에서 200% 차이나는게 부지기수다. 그리고 마지막으로 교류 전압이나 전류를 가하면 피에조 효과라고 세라믹 부도체가 팽창과 수축을 한다. 그게 그대로 기판에 전달되어 소리가 나버린다. 유도자도 이런 일이 있어서 사람들이 싫어하기도 하는데 사실 세라믹 커패시터도 소리를 낸다. 유도자 팽창 수축 운동은 전류에 비례하는데, 세라믹은 전압[12]에 비례해서 고전압 저전류 교류 회로에서 특히 소리가 잘 난다. 특히 CCFL 백라이트 같은 것.
단, 상술했듯이 안에 들어가는 세라믹에 따라 장단점의 강도가 다르다. 세라믹의 종류 및 커패시터의 특성 등으로 세라믹 커패시터를 몇 가지 class로 구분하는데, 일반적으로 Class 1, 2 를 많이 사용한다. 각 클래스별로 용량 오차율, 동작 온도, 온도 계수를 대략 나타내는 영문 약어가 존재하며, 보통 얘기하는 NP0, X5R, X7R 등이 바로 그것이다. Class 1의 NP0의 경우는 필름 못지않은 높은 선형성과 낮은 온도계수를 보여주는 대신에 용량이 시궁창이다. Class 2의 X7R은 반대로 용량이 매우 높은 대신에 온도계수가 엄청 높고, 선형성도 꽝이다. 다만 공통적으로 ESR/ESL은 매우 낮다.
  • 적층 세라믹 커패시터(MLCC;Multi Layer Ceramic Capacitor)
회로기판에 직접 실장되는 형식(SMD)의 세라믹 콘덴서이다. 거의 대부분의 회로기판에서 발견할 수 있는데 작은 직사각형에 전극이 두개고 백색-황토색-암갈색을 띄고있으면 MLCC일 확률이 크며, 검은색이면 커패시터가 아닌 소형 SMD 인덕터일 확률이 크다. SMD 저항기와 달리 표면에 용량값을 표기하지 않기 때문에 용량을 알 수 없을 경우 별도의 계측기로 측정해야 한다. 보통 황토색이지만 용량이 높을수록 어두운 갈색을 띤다. 용량이 매우 낮은 경우(수십~수백 pF) 흰색을 띠기도 한다.
  • 어레이 적층 세라믹 커패시터 - 동일한 세라믹 커패시터 어려개를 하나로 패키징한 부품이다.
  • 마이카 커패시터
  • 실버 마이카 커패시터
  • Y등급 안전 세라믹 커패시터
SMPS 등 감전 위험이 있는 전압이 흐르는 회로와 사용자가 접촉할 수 있는 저전압 회로가 공존하는 회로에서 노이즈 제거를 위해 사용된다. 이러한 장소에 사용되는 커패시터는 고장으로 인해 단락(쇼트)될 경우 감전 사고의 위험이 있으므로 특별히 안전해야 한다. 이러한 커패시터의 표면을 자세히 보면 커패시터의 용량 표기뿐 아니라 KC 인증을 비롯한 각종 안전 인증 로고들이 표기되어 있는 것을 확인할 수 있다. Y2 등급은 전원과 접지 사이에, Y1 등급은 전원과 비접지된 저전압 회로 사이에 사용된다.

4.4. 오일 커패시터


이름 그대로 부도체가 기름이다. 일단 기름이란 게 유체니까 펌프나 대류 같은거로 움직일 수 있다는 게 장점이다. 전하판이 뜨거워지면 기름이 열을 흡수하고, 대류로 기름을 히트싱크에 보내서 냉각시켜 다시 넣는 게 가능하다. 비슷하게 기름이 채워진 변전기도 있는데, 이건 전기적 특성 때문이 아니라 이물질 유입 보호 차원 및 냉각 차원에서 쓴다. 보통 고에너지 상용 전기기기 (모터나 변전소)에서 쓰인다. 또한, 따뜻하게 느껴지는 빈티지 오디오 음색때문에 오디오용 커플링 커패시터로 쓰이는 경우도 많다.
  • 페이퍼 오일 커패시터
옛날에 쓰이던 방식. 전극 사이를 분리할 절연체로 종이를 감아준 다음 커패시터 전체를 오일로 함침시킨 방식. 딱 봐도 낡아 보인다. 하지만 웨스턴 일렉트릭 등의 빈티지 오디오에 열광하는 애호가들은 눈에 불을 켜고 미사용 신품을 찾아다닌다. 대역폭은 조금 좁게 느껴지지만 특유의 빈티지스럽고 따스한 음색이 매력이기 때문. 50-60년대 진공관 라디오나 앰프 고장난걸 보면 다 이놈 안에 있는 기름이 오염되거나 증발하거나 흘러서 망가진게 대다수다. 보통 같은 용량의 필름재질로 바꾸면 전기적 특성이 그당시 시절과 비슷해서 적절 하리라고 생각하는건 오산. 빈티지스러운 음색을 가진 필름 커패시터는 예전부터 생산되었던 오렌지 드롭 같은 제품이 따로 있으니 오디오 리뷰를 조금 살펴보고 구매해야 할 필요가 있다. 현재 시판되는 대부분의 오디오용 필름 커패시터 제품들은 오일 커패시터 시절의 제품과는 다르게 광대역 지향의 해상도 높은 음색을 추구한 관계로 당시의 제품과는 음색이 다르다. 음색과 대역폭을 모두 잡고 싶다면 젠센의 순은 오일 커패시터(커플링용으로 많이 쓰이는 0.47 마이크로 패러드 제폼의 경우 개당 80만원 정도 한다)를 구해야 할지도 모르겠다.

종이 대신 폴리프로필렌 필름을 사용한 오일 커패시터도 있다. 페이퍼 오일 커패시터의 음색과 유사하면서 대역폭도 넓다고 한다.

이쪽 계열 제품들은 제 소리가 나도록 길들이는데(이른바 에이징) 시간이 제법 걸린다는 의견이 많다. 1년까지 걸렸다는 이야기도 있다.

4.5. 가변 커패시터


일명 바리콘. 정식 명칭은 Variable Condenser 혹은 Variable Capacitor. 약어로 VC로 불린다.
커패시턴스 공식의 변수 중, 단면적에 해당하는 부분을 조절하여 커패시턴스를 임의로 조절할 수 있도록 만든 소자다. 유전체로 사용되는 물질에 따라 아래와 같이 나뉜다.
  • 에어 바리콘 : 금속으로 제작된 가변 커패시터로 공기를 유전체로 사용한다. 70년대까지는 탁상용 라디오 등에서 주파수 조절 다이얼 등에 많이 쓰였지만 요즘은 보기 힘들다.
  • 폴리 바리콘 : 플라스틱막과 알루미늄막을 겹쳐서 만든 가변 커패시터로, 다이얼로 주파수 맞추는 모든 라디오는 2015년 이후의 DSP화 이전에는 이 부품을 사용했다. 다만 최근 따라 순수 라디오 수신기 수요감소, 일부 중국산 바리콘(특히 NCE 제품)의 품질 저하 문제, DSP 수신기(디지털 방송 라디오 수신기 포함)의 확산 등으로 수요 전망이 밝지는 않다. 1955년에 세계 최초로 폴리바리콘을 개발, 양산한 일본 기업인 미쓰미(폐업한 것은 아니고 폴리바리콘 생산만 중단. 같은 해에 베어링 업체에 인수)는 2017년부로 폴리바리콘 생산을 종료했다.

5. 슈퍼 커패시터


말 그대로 용량이 큰 것이다. 맨 위의 1F 짜리는 기본이고 아래의 영상에서 소개되는 것과 같이 2600F 급도 있다. 이젠 아예 슈퍼가 아닌 울트라커패시터도 있는데, EDLC(전기이중층 커패시터)와 Pseudo 두가지가 있다. EDLC는 최소 1F~최대 3600F 등등 다양하게 있고 pseudo는 10kF까지 존재한다. 보통 10k되는 것들은 실용이 아니라 실험 용도인 것을 감안해야 한다.
말 그대로 용량이 큰 것이다. 정식명칭은 전기이중층커패시터로 EDLC(Electric Double-Layer Capacitor)로 통용된다. 맨 위의 1F 짜리는 기본이고 아래의 영상에서 소개되는 것과 같이 2600F 급도 있으며 국내에는 LS머트리얼즈에서 3V 3400F까지 상용화 했다. 이젠 아예 슈퍼가 아닌 울트라 커패시터도 있는데, EDLC(전기이중층 커패시터)와 Pseudo 두가지가 있다. EDLC는 최소 1F~최대 3600F 등등 다양하게 있고 pseudo는 10kF까지 존재한다. 보통 10k되는 것들은 실용이 아니라 실험 용도인 것을 감안해야 하며 LIC(Lithium ion capacitor)이거나 Hybrid capacitor로 순수 EDLC가 아닐 가능성이 있다.


이러한 슈퍼커패시터(초축전기)는 일반적인 축전기처럼 사용되기도 하지만, 한편으로는 배터리(2차 전지)와 비슷한 동력원으로서 사용하고자 하는 시도도 계속되고 있다. 이는 용량이 매우 작은 일반적인 축전기와는 달리 용량이 비교적 커서 배터리와 비슷한 용도에도 사용할 수 있으면서도, 한편으로는 축전기로서의 특성을 살려 충방전 횟수가 많고 고속충전과 고속방전이 가능하다는 특유의 이점을 살리기 위한 것이다.
휴대폰에서는 갤럭시 노트9의 S펜에 슈퍼커패시터(초축전기)가 배터리 용도로 사용되었다. 40초 충전에 대기시간 30분, 클릭 200번 가능.

5.1. 장점


  • 전력 밀도가 크다. 리튬이온 배터리의 전력밀도는 0.5~1.5(W/kg)정도지만 초축전기는 1~10(kW/kg)정도다.
  • 충방전 횟수가 많다. 리튬이온 배터리를 1000번 충방전 하면 용량이 급하락하여 폐기처분 하지만 초축전기는 10만번 이상 충방전이 가능하다.
  • 고속충전이 가능하다. 수십~수백A의 전류만 공급할수 있다면야 분 단위 완충도 가능하다. 참고로 마이크로패럿 수준의 초소형 축전기는 초단위다.
  • 고속방전이 가능하다. 일반 배터리(내부저항 100mΩ)로 100A 전류를 뽑아내려고 하면 폭발한다! 하지만, 초축전지는 내부저항이 0.3mΩ 정도로 작아서 가능하다.
  • 저온에서도 성능저하가 낮다. 리튬이온 배터리는 온도가 낮으면 용량이 급감하지만 초축전지는 이런일이 없다.
  • 항공운송이 가능하다. 일반적으로 배터리는 폭발위험성에 의해 항공운송이 제한되지만 초축전지는 예외조항으로 항공운송이 인정된다.

5.2. 단점


  • 에너지 저장량이 떨어진다. 리튬이온 배터리는 에너지 저장밀도가 150(Wh/kg)이지만 초축전지는 기껏해봤자 10(Wh/kg)이다.
  • 가격이 비싸다. 일반 배터리보다 수배~수십배 비싸다.
  • 다른 전기/전자제품에 비해 내구성이 떨어지는 경향이 있으며, 특히 전해액이 들어있는 축전기 중에는 시간이 흐르며 저절로 부식하는 종류가 있다. 주로 알루미늄+전해액 방식의 축전기에서 자주 발생하는 문제인데, 특히 대만에서 1999년~2003년에 만들어진 축전기 중에 이런 문제가 있는 제품이 많다. 이런 제품은 대부분 2002년~2005년경에 문제를 일으켜 파괴(내부에 가스가 발생해 파열하거나 심지어 폭발한다)되었으니 현재는 걱정하지 않아도 된다.

6. 관련 문서



[1] 여기서 임시로 쓰인 표기는 '쌍상투 관'이라는 유니코드 한자이다. 전기용량이 고정된 축전기의 경우 한쪽 판을 구부려 표시하기도 한다. -)|- 이런 식으로[2] 더 줄여서 그냥 C라고도 한다. 실제 회로도의 Reference상에서도 C1, C2...등으로[3] Quora에 따르면 콘덴서는 오래된말 커패시터는 비교적 새로운말 이라고 한다. [4] 대부분의 다른 유럽 언어에서는 콘덴서/콘덴세이터 쪽이 여전히 공식적으로 쓰인다. Kondensator (독일어) / Condensateur (프랑스어) / Condensador eléctrico (스페인어) 등.[5] 이를 이용해서 참외를 폭발시키는 영상이 있다.[6] 즉, 양쪽에서 똑같은 힘으로 밀기 때문에 어느 쪽으로도 움직이지 않는다[7] 이 상태를 정상상태라고 한다.[8] 굳이 트랜지스터까지는 필요없다. 저항이랑 콘덴서만 있다면 비안정 멀티바이브레이터로 더 쉽게 회로를 구성할 수 있다.[9] Equivalent Series Resistance. 말 그대로 축전기에 전류를 흘릴 때 내부에서 생기는 전압 강하의 정도를 나타낸다. 이것이 크면 내부 전압 강하가 커져 Quality Factor 가 낮아지고 추가적인 에너지 손실이 발생한다.[10] 높은 교류 전류를 흘리면 문제지만, DC-DC 컨버터 등에서는 오히려 ESR이 너무 낮거나 높으면 안정성이 떨어지는 문제가 있다. [11] 오래된 전자기기에 전원을 넣었을 때 탄탈 커패시터가 폭발하는 경우가 종종 있다. 빈티지 컴퓨터를 취미로 모으거나 한다면 한번쯤은 경험할 수 있다. [12] 정확히는 전기장 세기. 전기용량 × 전압량이랑 비례한다.